多频谱复合干扰剂的制备及遮蔽性能

为探索多频谱复合干扰剂最佳配方,改进生产工艺,提高其在可见光、红外、毫米波等多个波段的干扰性能,采用材料改性技术制备了碳纳米管/石墨烯/碳轻质复合材料;采用复配技术,制备了"碳纳米管/石墨烯/碳复合材料+碳纤维"多频谱复合干扰剂。以各波段的质量消光系数之和作为评价指标,不同粒径的纳米管/石墨烯/碳复合材料(A)、不同状态的碳纤维(B)、不同配比(C)、不同混制溶液(D)作为因素,通过正交试验法分析了各因素对干扰剂性能的影响。基于烟箱实验,根据"朗伯-比尔"定律,计算了烟幕的质量消光系数。结果表明:因素A和因素C的极差分别为1.48和1.43,为影响复合干扰剂综合遮蔽性能的主要因素;因素B和因素D的极差分别为0.32和0.52,为次要影响因素。其最佳制备条件为:选用粒径D50为4.2μm的碳纳米管/石墨烯/碳复合材料与通过800℃焙烧的碳纤维,按照质量比为85∶15,在乙醇溶液中混合制备。在该条件下制备的多频谱复合干扰剂,对可见光、近红外、中红外和远红外的透过率小于5%,有效遮蔽时间大于300 s;对3 mm波和8 mm波衰减值可达-14 dB和-15.65 dB,有效遮蔽时间大于30s;该条件下制备的复合干扰剂具有较好的多频谱遮蔽性能。     

气凝胶基复合含能材料的制备及其红外遮蔽性能研究

为研究以二氧化硅气凝胶颗粒材料为骨架的复合型抗红外烟幕的制备及其红外波段遮蔽性能,分别将硝化棉、硝酸钠充填到气凝胶内部孔道中制备出气凝胶/NC、气凝胶/NaNO_3两种复合材料,将其掺杂到常规发烟剂中制备几组复合发烟剂,并对发烟剂红外遮蔽性能进行了研究。研究结果表明:掺杂气凝胶/NC复合材料的发烟剂所形成的烟幕对红外具有明显的遮蔽效果,8~14μm波段红外透过率低至3.37%;当气凝胶复合材料的掺杂量为7%时,烟幕对红外的干扰效果最佳。     

碳纳米材料红外图像遮蔽特性研究

碳纳米材料是一种新型材料,具有尺度小、重量轻、导电及吸波性能好等特点.为了探索碳纳米材料在干扰红外成像制导武器方面的应用,利用大型烟幕箱研究了碳纳米管、纳米碳纤维、纳米石墨几种碳纳米材料对8～12 μm波段红外图像的遮蔽特性.结果表明,碳纳米材料对红外辐射由于吸收和散射双重作用,具有很好的远红外消光作用,质量消光系数最小和最大值分别为0.8884 m2·g-1和2.6226 m2·g-1.     

石墨粒度对红外、10.6μm激光的衰减性能影响

为选择性能优良的红外与激光烟幕遮蔽材料,在烟幕箱中测试研究了3000目、6000目和10000目石墨形成的烟幕对红外与10.6μm激光的衰减效果.结果表明:不同粒度石墨对红外与10.6μn激光均具有显著的衰减作用,当烟幕浓度为1.5g·m-3时,石墨对红外与10.6μm激光透过率均小于30%;随着粒度减小,石墨对红外与10.6μm激光的衰减能力逐渐增强,烟幕浓度达到3.5g·m-3时,对红外热像仪可实现完全遮蔽干扰.     

膨胀石墨烟幕对1.06μm和10.6μm激光的消光特性研究

为测试膨胀石墨烟幕红外激光消光特性,在分析膨胀石墨烟幕消光机理的基础上,通过测量其在不同时段的烟幕平均质量浓度和平均激光透过率,得到了膨胀石墨烟幕对1.06μm近红外和10.6μm远红外激光的质量消光系数分别为1.149 8m<'2>/g和0.820 5m<'2>/g.结果表明,膨胀石墨烟幕对两个波长的红外激光具有良好的消光和干扰效果,在光电对抗领域具有广阔的应用前景.     

多频谱发烟组件结构设计与遮蔽性能

为有效对抗多模导引头，通过原位反应和复合配药技术制备一种多频谱干扰剂，同时根据发烟弹的使用预期设计、制造多频谱干扰剂配套的发烟组件。通过烟箱实验分析多频谱干扰剂的红外透过率、毫米波衰减值、可见光透过率，基于朗伯比尔定律计算其在红外、可见光波段的质量消光系数。运用静爆法对发烟组件与多频谱干扰剂的匹配效果进行测试，得到发烟组件的发烟过程、有效烟幕宽度和持续时间。实验结果表明：多频谱干扰剂在1～3μm、3～5μm、8～14μm的红外透过率分别为1.98%、3.04%、8.11%,3 mm、8 mm波的衰减值分别可达-14.52dB和-11.76d B,0.4～0.8μm可见光透过率为6.96%;1～3μm、3～5μm、8～14μm、0.4～0.8μm的质量消光系数分别为1.28m²/g、1.14m²/g、0.82m²/g、0.87m²/g；烟幕持续时间大于60s，有效烟幕宽度大于60m；装填多频谱干扰剂的发烟组件具有良好的遮蔽能力，成烟迅速，形成的烟幕云团稳定，是干扰多模导引头的一种有效方法。     

HC基新型抗红外发烟剂研究

分析了传统HC烟幕对可见光和红外的遮蔽特性，针对HC发烟剂配方的局限性和发烟原理，通过用镁粉代替锌粉，用氧化锰代替氧化锌，添加红磷和富碳有机化合物等途径并结合大量实验确定了系列抗红外发烟剂配方。在中型烟幕试验柜中对该系列配方的发烟剂形成的烟幕的抗红外性能进行了测试评价，给出了具体的评价试验方法和典型烟幕对红外目标进行遮蔽的热成像图。在此基础上优选了两种HC基的新型抗红外发烟剂，给出了相应的红外消光系数测定数据与傅立叶变换红外光谱。与传统的HC烟幕相比，新研究的HC10号和HC06号抗红外发烟剂形成的烟幕在3—5μm和8—14μm波段的红外消光系数分别增大了41．86％和78．46％，使传统HC烟幕的抗红外性能得到显著提高，尤其是在远红外波段效果更为明显。     

一种燃烧型抗红外/毫米波双模发烟剂研究

为对抗红外,毫米波双模制导武器系统,研制了一种以可膨胀石墨、富碳化合物作为主要成烟组分的新型发烟剂。介绍了发烟剂配方,并就该药剂在烟箱内产生的烟幕进行了性能测试。结果显示,烟幕对35μm、8一14μm红外辐射的透过率小于15％,对3mm、8mm波衰减值大于10dB,实现了—剂干扰多频谱的发烟剂设计,     

一种液态干扰材料红外衰减特性实验研究

在丙二醇水溶液中添加Ti O2纳米颗粒和表面活性剂,制备成相对均匀稳定的多相体系,经超声空气雾化形成微细气溶胶,通过实验研究了添加不同质量分数纳米Ti O2和纳米石墨片对红外衰减特性的影响规律。结果表明：相对于基液,添加纳米Ti O₂能够有效降低红外辐射透过率,添加5.0 wt%Ti O₂纳米颗粒后3～5μm红外透过率降低39.5%,8～14μm红外透过率降低25.6%;在同样的颗粒质量浓度和喷雾压力下,相对于添加Ti O2纳米颗粒,添加纳米石墨片形成气溶胶的红外衰减率在3～5μm波段有所降低,在8～14μm波段基本一致。     

赤磷发烟剂/铜粉及其复合烟幕对红外热像仪的干扰性能研究

为了提高赤磷发烟剂对远红外热像仪的干扰效果,选择赤磷发烟剂与铜粉发烟剂复合的方法,采用SC7000远红外热像仪在烟箱中测试了赤磷发烟剂、铜粉发烟剂及其复合烟幕对远红外热像仪的干扰效果。研究表明:将2.73g赤磷发烟剂分别和2.73g、5.46g、8.19g和10.92g的铜粉发烟剂复合,复合烟幕对7.7～9.3μm波段热像仪的透过率从49.6%分别降低到20.1%、13.0%、7.3%、6.0%;复合烟幕对热像仪图像的干扰效果也有很大的提高。     

KNO3/C6H5NO3/NC点火药研究

运用最小自由能原理,设计了KNO3/C6H5NO3/NC体系烟火药配方。从热分解过程、感度、燃烧性能对比等方面探讨了新型药剂代替黑火药使用的可行性。与黑火药相比,对硝基苯酚点火药的机械、静电感度降低,增加了制造和使用过程的安全性,燃烧热增加57%,作功能力提高40%,改善了其燃烧热力学性能,在中心传火管中作为主装药使用时,膛内负压差降至-20MPa,提高了内弹道性能的一致性和发射安全性。     

钢/陶瓷/PE/钢结构抗破片侵彻研究

针对复合装甲抗高速厘米级破片开展研究,用弹道炮发射高速圆柱体破片,对复合装甲结构靶进行侵彻试验,模拟全预制破片杀伤战斗部爆炸破片对复合装甲的侵彻作用.结果表明:钢板与复合材料防弹板组成的复合装甲能防护1600 m/s以上的高速破片侵彻.用Autodyn三维软件进行数值仿真计算,试验与数值计算结果较一致,由数值模拟分析得到复合装甲各组分吸能及消耗弹体质量情况,研究结果可为钢/陶瓷/UHMWPE复合装甲结构设计提供参考.     

La2O3/Al2O3氧化物添加比对Csf/SiC复合材料力学特性的影响

利用热压烧结技术制备高致密度短碳纤维增韧碳化硅陶瓷基(Csf/SiC)复合材料。研究稀土氧化物添加比对烧结后Csf/SiC复合材料微观结构、力学特性和增韧机制的影响。结果表明:随着烧结助剂中La2O3含量增加,烧结后材料中SiC颗粒平均粒径减小,相对密度逐渐降低,而强度和韧性则先增加后降低;颗粒桥连、纤维拔出和裂纹偏转是该材料体系的主要增韧方式。     

高浓度过氧化氢分解用MnO_x/CeO_2-Al_2O_3整体催化剂

采用浸渍法制备了MnO x/CeO2-Al2O3整体催化剂,运用X射线衍射(XRD)和程序升温还原(TPR)方法对催化剂进行了表征,利用恒压排气量气法评价了催化剂分解过氧化氢反应的活性,并用单组元发动机热试考察了整体催化剂分解高浓度过氧化氢反应的稳定性。结果表明,CeO2通过形成表面活性氧和Mn-Ce-O固溶体,强化了MnO x与CeO2-Al2O3载体间的相互作用,将低价态Mn3+氧化到活泼的高价态Mn4+,增加了低温活性中心数,并促进了MnO x的分散,提高了催化剂的还原氧化能力。与MnO x/Al2O3催化剂相比,MnO x/CeO2-Al2O3整体催化剂对高浓度过氧化氢分解反应具有较高的活性和稳定性。     

NC/NG/AP/Al复合改性双基推进剂力学性能研究

研究了硝化棉含量、固体组分粒度级配和固化剂对NC/NG/AP/Al复合改性双基(CMDB)推进剂的力学性能的影响。结果表明,随NC含量的降低,CMDB推进剂 20℃和 50℃下的抗拉强度降低,硝化棉的质量百分含量为20%时,推进剂的伸长率出现最大值;固体组分的粒度级配对CMDB推进剂的力学性能有较大的影响,AP(96.8μm)、RDX(44.9μm)和Al(10.8μm)质量百分含量的比值为1∶1∶1时,该推进剂力学性能为最佳;硝化棉含量较少的CMDB推进剂体系,进行适度交联固化可在一定程度上提高抗拉强度,明显提高推进剂的伸长率。     

纳米复合Fe2O3/Al/RDX的制备与性能测试

采用溶胶-凝胶法,结合超临界CO2流体干燥技术,制备了85％ RDX的Fe2O3/Al/RDX含能材料.利用扫描电子显微镜( SEM)对样品进行了表征,其粒度为50～150 nm.对比测试了样品和原料RDX撞击感度、摩擦感度,样品的特性落高比原料RDX(2.5 kg,22.5 cm,12型工具)提高27.7 cm,其爆...     

N-甲基-N′-甲氧基偶氮-N-氧化物结构和性能的理论研究

基于密度泛函理论研究了N-甲基-N′-甲氧基偶氮-N-氧化物(MMDO)的结构、生成焓、密度和热分解机理,同时对其硝胺异构体二甲基硝胺(DMNA)进行了对比研究。结果表明:MMDO的Z式构型比E式构型稳定性更好,为主要存在形式;两种构型之间的异构化能垒高于热分解能垒,在热分解的条件下不会发生Z-E异构化反应;Z-MMDO的生成焓(42.50 kJ.mol-1)明显高于其硝胺异构体DMNA(-12.74 kJ.mol-1),热稳定性也好于DMNA,但密度(1.331 g.cm-3)略低于后者(1.363 g.cm-3);CH3O—N和CH3—O断裂为MMDO的两条竞争热分解途径。     

Al/Fe_2O_3/PTFE反应材料制备及性能

采用模压烧结法制备Al/Fe_2O_3/聚四氟乙烯(PTFE)反应材料。通过万能实验机、落锤仪以及高速摄影仪对不同配比及烧结温度下成型Al/Fe_2O_3/PTFE反应材料的准静态压缩力学特性及撞击感度进行了对比实验,对其发火性能进行了分析。结果显示,330℃烧结、PTFE含量为60%和70%的试件强度最高,最大真实应力达到46 MPa。350℃烧结、PTFE含量为40%的试件撞击感度最高,其特性落高H50为95 cm。Al/Fe_2O_3/PTFE反应材料在受撞击发火的条件下会出现高温金属熔渣喷射现象。     

苯酚在Ti/IrO_2-Ta_2O_5电极上的电化学反应

采用循环伏安法研究了苯酚在Ti/IrO_2-Ta_2O_5电极上的电化学反应行为,通过高效液相色谱(HPLC)、总有机碳(TOC)测定仪、化学需氧量(COD)消解装置研究了该电极降解苯酚的效能。结果表明:苯酚在Ti/Ir O2-Ta2O5电极上的电化学反应主要发生在析氧反应区,而较高浓度苯酚可发生少量的不可逆的直接电化学氧化反应。在支持电解质浓度为5 g·L~(-1)、苯酚初始浓度100 mg·L~(-1)时,可获得较大的氧化峰电流和较高的电荷利用率。在苯酚初始浓度100 mg·L~(-1),电解质浓度5 g·L~(-1),反应时间120min,电流40 m A的适宜操作条件下,苯酚、COD、TOC去除率和平均电流效率(ACE)可分别达82%、49%、39%和24.5%。     

高能三唑铜配合物Cu(DNABT)(NH3)2-x(NH2NO2)x的结构和性能理论研究

基于N,N′-二硝氨基-3,3′-二硝基联三唑(DNABT)二齿含能配体和金属元素铜,采用含能小配体NH3和NH2NO2对结构和性能进行调控,设计了三种新型含能富氮金属配合物:Cu(DNABT)(NH3)2-x(NH2NO2)x(x=0,1,2)。采用密度泛函理论等方法对其分子、电子和晶体结构,及生成热、密度、爆速爆压和撞击感度等性质进行了计算模拟。结果表明,Cu与小配体之间的配位键是结构中比较弱而容易诱发分解的部分。小配体的类别和数量对配合物的结构和不同性能都有显著影响,且对各种性能的影响不同。三种配合物具有高密度(2.07~2.13 g·cm^-3)、优良的能量性质(爆速:8.44~9.12 km·s^-1,爆压:34.2~40.0 GPa)和可接受的感度(7~22 cm),x=1时,配合物的能量水平优于黑索今且感度与其接近,是潜在的高能量密度化合物。