改性双基推进剂安定性及测试方法的探索研究

本文通过多种方法对含高氯酸铵及含黑索今的改性双基推进剂的热分解规律进行了研究,采用热加速老化的方法,预估了上述推进剂的安全寿命,对甲基紫试验和传感器真空安定性试验用于改性双基推进剂安定性测试的可行性进行了研究。     

螺压改性双基推进剂宽温热安全技术研究进展

以螺压改性双基推进剂为研究目标,系统分析国内外其在宽温范围下的热安全特性,包括单组份热安定性、双基推进剂的热安定性与化学安定剂、硝胺氧化剂及改性双基推进剂的热安定性、尺寸效应与热安定性,并对其热安定性检测技术、指标体系、典型推进剂结果及发展趋势进行了论述。指出硝化棉(NC)和硝化甘油(NG)黏合剂基体是双基和改性双基推进剂宽温下热安全薄弱点,添加硝胺氧化剂的改性双基推进剂热安定性优于双基推进剂,但是发生事故后危害程度较高;目前螺压改性双基推进剂理论可承受温度达110℃,研究其在一定的温度条件下的热安全性能及建立相应评价方法,可以满足其相应宽温工程应用要求。指出未来螺压改性双基推进剂热安全性研究的重点方向是新型绿色安定剂应用、热安全性机理和调控方法及适用于宽温的热安全指标和评价方法的建立等方面。附参考文献73篇。     

改性双基推进剂的安定性和危险性

安定性和危险性是决定固体推进剂是否有使用价直的关键性能。因此特别引人注目。固体推进剂的安定性和危险性所包含的内容很多。其中最重要的是爆轰危险性和使用寿命。本文从现有国外资料报道出发,对改性双基推进剂(CMDB),特别是含奥托金(或黑索今)的改性双基推进剂(HMX-CMDB)的爆轰危险性和使用寿命进行探讨。同时与复合推进剂作些相对比较。     

改性双基推进剂的安定性和危险性

安定性和危险性是决定固体推进剂是否有使用价值的关键性能。因此特别引人注目。固体推进剂的安定性和危险性所包含的内容很多。其中最重要的是爆轰危险性和使用寿命。本文从现有国外资斟报道出发,对改性双基推进剂(CMDB),特别是含奥托金(或黑索今)的改性双基推进剂(HMX-CMDB)的爆轰危险性和使用寿命进行探讨。同时与复合推进剂作些相对比较。     

CL-20、DNTF和FOX-12在CMDB推进剂中的应用

首次在螺压CMDB推进剂中对CL-20、DNTF、FOX-123种高能量密度材料进行了应用研究,发现这3种材料能在螺压工艺中安全地制成样品。当添加量为50%时,4～22MPa压力指数小于0.3～0.6;添加50%CL-20或DNTF时,改性双基推进剂的能量(爆热)高于添加50%HMX的改性双基推进剂。添加3种新材料后,改性双基推进剂的安定性与同类推进剂相当。     

ACP对无烟改性双基推进剂能量和燃烧性能的影响

含ACP的无烟改性双基推进剂能量特性理论计算表明,ACP对推进剂的能量影响较小。研究了不同工艺对含ACP无烟改性双基推进剂燃烧性能的影响。实验结果表明,ACP对压伸工艺制备的推进剂燃速没有显著提高,但能大幅度地提高浇铸无烟改性双基推进剂的燃速。分析了ACP提高无烟改性双基推进剂燃速的作用机理,认为ACP可增加燃烧表面积和热量向燃烧表面积的反馈,使推进剂的燃速大增。     

含CL-20改性双基推进剂的燃烧性能

设计了两组不同含量CL-20或RDX改性双基(CMDB)推进剂配方,研究了CL-20或RDX含量对两组CMDB推进剂燃烧性能的影响。结果表明,在2～20MPa,CL-20改性双基推进剂的燃速高于RDX改性双基推进剂的。CL-20含量越高,CMDB推进剂压强指数变大。现有的铅、铜盐和炭黑催化剂可用于调节含CL-20改性双基推进剂的燃烧性能。     

DAATO3.5对改性双基推进剂安全性能的影响

设计了一种含N–氧化–3, 3'–偶氮双(6–氨基–1, 2, 4, 5–四嗪)(DAATO_(3.5))的改性双基推进剂,通过DSC(差示扫描量热)、撞击感度和静电火花测试,分别研究了其全分解范围的热稳定性、机械感度和静电感度的变化;借助真空安定性、甲基紫、5 s爆发点试验,研究了该推进剂的热安定性。结果表明:DAATO_(3.5)不改变推进剂的分解峰型,可小幅降低推进剂的主分解峰温,但降低幅度对DAATO_(3.5)含量不敏感;随DAATO_(3.5)含量增加,推进剂撞击感度的引发距离H_(50)、静电感度的引发电压V_(50)及引发能E_(50)线性降低,甲基紫试验变色时间、5 s爆发点温度小幅下降,真空安定性试验放气量有所增加。     

近几年来国外固体火箭推进剂发展动向(一)

本文综合了国外1975年以来公开发表的文献中就固体推进系统的发展;高能固体推进剂的发展;均质双基推进剂的发展;改性双基推进剂的发展;复合固体推进剂的发展;高燃速固体推进剂的发展;无烟固体推进剂的发展;关于安定性、相容性和贮存性能的研究;包复层和粘结技术;分析测试技术;应用和基础理论研究等方面作了简要评述。     

HAN-基凝胶推进剂的热分解反应动力学（英文）

为研究HAN-基凝胶推进剂的热分解特性,利用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)对两种含不同质量聚乙烯醇(PVA)的HAN-基凝胶推进剂样品进行热分析试验,并与一种双基推进剂进行对比。分析了HAN-基凝胶推进剂和双基推进剂的热分解过程,得到热分解反应的动力学参数;采用等转化率法计算了活化能,采用Zhang-Hu-Xie-Li等方法计算出热爆炸临界温度和自加速分解温度。采用Malek法推断出两种HAN-基凝胶推进剂样品的热分解反应的最可几机理函数。结果表明,HAN-基凝胶推进剂的热分解是一个连续的放热过程,热分解较为彻底,残渣较少,活化能约为100kJ/mol。当PVA含量增加时,其热爆炸临界温度和自加速分解温度升高。与双基推进剂相比,HAN-基凝胶推进剂具有较好的热安定性。     

DNTF-CMDB推进剂的燃烧机理（英文）

采用燃烧火焰单幅照相技术、微热电偶测温和扫描电镜-能谱仪研究了DNTF-CMDB推进剂的火焰结构、燃烧波温度分布、熄火表面形貌及元素分布。结果表明,含10%DNTF改性双基推进剂的火焰结构为预混火焰,其燃烧波结构与双基推进剂类似。含50%DNTF改性双基推进剂的火焰结构为扩散火焰,其燃烧波结构与AP-HTPB复合推进剂类似。燃烧表面炭物质的减少是推进剂压强指数升高的主要原因。     

关于交联改性双基推进剂力学性能的几个问题

引言为适应壳体粘结装药的大型固体火箭发动机对推进剂力学性能的要求,近几年来,改性双基推进剂已发展到新的阶段,出现了交联改性双基推进剂。美国已把这种新型推进剂—XLDB推进剂应用于三叉戟C—4导弹上。近几年来,我们也进行了这种新型推进剂的研制,根据弹性体交联改性双基推进剂应具备的结构条件和两种聚合物共混改性的原理,选择了聚酯—HDI预聚物作为硝化棉的交联剂,已初步研制出弹性体的交联改性双基推进剂。本文仅就交联改性双基推进剂力学性能研究中的几个问题叙述如下。     

关于交联改性双基推进剂力学性能的几个问题

为适应壳体粘结装药的大型固体火箭发动机对推进剂力学性能的要求,近几年来,改性双基推进剂已发展到新的阶段,出现了交联改性双基推进剂。美国已把这种新型推进剂—XLDB推进剂应用于三叉乾C—4导弹上。近几年来,我们也进行了这种新型推进剂的研制,根据弹性体交联改性双基推进剂应具备的结构条件和两种聚合物共混改性的原理,选择了聚酯—HDI预聚物作为硝化棉的交联剂,已初步研制出弹性体的交联改性双基推进剂。本文仅就交联改性双基推进剂力学性能研究中的几个问题叙述如下。     

高能固体推进剂用粘合剂的研究进展

较为系统的从双基推进剂、复合固体推进剂、改性双基推进剂和NEPE推进剂等方面综述了其所用粘合剂的种类及其研究发展概况。介绍了当今新型含能粘合剂的类别和发展状况,并根据目前推进剂的发展要求,指出其粘合剂的发展趋势是含能化的热塑性弹性体。     

固体推进剂固相组分的混合研究

研究了含固体组分的两相体系固体推进剂混合过程的特点。用固体组分的浓度、粒径及其分布等参量研究分析了改性双基推进剂代料的混合特点。根据实验结果，认为改性双基推进剂的混合过程属分散混合。固体推进剂的性能将取决于分散混合后固体颗粒的尺寸。     

甲基紫试验在长贮火药安定性检测中的应用

为确定甲基紫在长贮火药安定性检测中的可靠性,对选定的经过85℃老化试验的单基药、双基药、三基药试样,分别进行134．5℃和120℃甲基紫试验。用化学分析法测定了安定剂的含量,用方差检验法分析了甲基紫试验中的试纸变色时间和发射药中安定剂含量随老化时间的变化关系。结果表明,单基发射药、双基发射药、双基改性推进剂的甲基紫试纸变色时间随老化时间的变化显著,双基推进剂和三基发射药甲基紫变色时间随贮存时间的变化不显著。     

HAN-基凝胶推进剂的热分解反应动力学

为研究 HAN‐基凝胶推进剂的热分解特性,利用差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TGA）对两种含不同质量聚乙烯醇（PVA ）的 HAN‐基凝胶推进剂样品进行热分析试验,并与一种双基推进剂进行对比。分析了HAN‐基凝胶推进剂和双基推进剂的热分解过程,得到热分解反应的动力学参数;采用等转化率法计算了活化能,采用Zhang‐Hu‐Xie‐Li等方法计算出热爆炸临界温度和自加速分解温度。采用Malek法推断出两种 HAN‐基凝胶推进剂样品的热分解反应的最可几机理函数。结果表明,HAN‐基凝胶推进剂的热分解是一个连续的放热过程,热分解较为彻底,残渣较少,活化能约为100 kJ／mol。当PVA含量增加时,其热爆炸临界温度和自加速分解温度升高。与双基推进剂相比,HAN‐基凝胶推进剂具有较好的热安定性。     

不同纳米材料含量对RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响（英文）

为研究3种纳米材料含量对改性双基推进剂燃烧性能的影响,系统地测试了含纳米铜粉(n-Cu)、纳米镍粉(n-Ni)和碳纳米管(CNTs)的含RDX改性双基(RDX-CMDB)推进剂的燃速。在此基础上,通过分析火焰结构、熄火表面和热分解特性探究了n-Ni对RDX-CMDB改性双基推进剂燃烧性能的影响机理。结果表明,质量分数为0.6%的n-Ni使RDX-CMDB推进剂6～16MPa的压强指数由0.29降至0.11。质量分数为0.8%的CNTs使已经含有Pb-Cu-C三组元催化剂的RDX-CMDB推进剂10MPa的燃速从17.12mm/s提高到22.12mm/s。n-Ni使RDX-CMDB推进剂分解放热量增加42.7%,同时提高了推进剂的燃面温度,这可能是n-Ni提高RDX-CMDB推进剂燃速的原因之一。     

试论单双基火药失效判别方法

从发射药、固体推进剂的颜色、密度、安定剂含量、安定性试验数据、内弹道试验性能等数据论述了单双基火药失效的判别方法。     

提高螺压高能改性双基推进剂性能的研究

研究了Ａｌ粉、ＲＤＸ及高氮量硝棉对螺压高能改性双基推进能量的贡献，配方选择了比较合适的Ａｌ粉、ＲＤＸ含量，解决了采用高氮量硝棉的推进剂的力学性能问题。另外对含能催化剂进行了开发研究，并成功地用在火药中，使得螺压高能改性双基推进剂的性能有了大幅度的提高。