铁／高氯酸钾烟火药的激光二极管点火实验和参数研究

本文涉及了铁／高氯酸钾烟火药的激光二极管点火。该混合药己于试验室制得。铁粒子的平均尺寸接近1．6μm；铁粉由工业公司(Eckart Poudmet)提供。就高氯酸钾而言，其平均颗粒尺寸约为24μm。将上述两种成分用轨道运动混合器(orbital motion mixer)混合。此后，将混合物放入模具中压制成药柱。用一个光学装置(由能将分散的激光束平行修正的一个透镜和能将分散的激光再聚焦的第二个透镜组成)和一种光纤将激光束聚焦在烟火药柱上。将兰宝石窗口放置在后一个透镜和烟火药之间，以防光学设备损坏。激光二极管可提供一种输出功率7W、最大脉冲300ms的能量。研究集中在一些实验参数(激光能量、激光束直径、孔隙度q，碳黑粉的比例和铁／高氯酸钾的含量)对点火阈值能量E50，以及点火延期时间t1的影响上，整个试验是在一定的激光能量密度(2．2kW／cm^2)下进行。研究结果表明，所有这些参数都显示t1趋于增加,而E50趋于降低,给出最小点火能量的激光斑点直径。     

GAP-ETPE/NC共混聚合物的制备与性能

采用溶液共混工艺,将聚叠氮缩水甘油醚(GAP)型含能热塑性弹性体(ETPE)与硝化纤维素(NC)进行物理共混,制得不同质量比的GAP-ETPE/NC共混聚合物。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和广角X-射线衍射仪(WXRD)表征制备的共混聚合物结构,动态力学热分析(DMA)、万能材料试验机、邵氏硬度仪和热重分析(TG)研究其热学和力学性质。结果表明,制备的GAP-ETPE/NC共混聚合物具有明显的叠氮型聚醚聚氨酯弹性体和硝化纤维素特征,相容性较好,热稳定性较单纯NC有一定改善。NC含量增大,有利于共混聚合物结晶程度的提高,使其表现出较高的模量和强度,GAP-ETPE含量增大时,共混聚合物的延伸率和低温力学性能得到显著改善。其中当GAP-ETPE/NC质量比从5/5变化到3/7时,共混聚合物抗拉强度由20.7 MPa增加至39.2MPa,断裂伸长率由141%降至40.6%。     

铝锂合金的稳定化与应用技术研究

为提高Al-5Li合金的稳定性,使用自制含氟聚合物PFE对Al-5Li合金粉体进行原位包覆处理,得到Al-5Li@PFE复合粒子。利用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和热重-差示扫描量热仪对其形貌结构、元素分布及热氧化特性进行表征。结果表明：Al-5Li@10PFE表面更为光滑,表面Li含量由11.74wt%降低至2.55wt%。采用非等温热分解动力学法研究PFE包覆前后Al-5Li合金与聚叠氮缩水甘油醚的相容性,结果表明GAP/Al-5Li体系的相容性较差,而GAP/Al-5Li@10PFE体系的相容性良好。     

石墨烯基联四唑含能配位聚合物的制备、表征及催化活性

采用溶剂热法制备了一系列新型石墨烯基联四唑钝感含能配位聚合物,该含能配位聚合物以钴和镍两种金属离子为典型配位中心,氧化石墨烯(GO)为结晶掺杂物,配体选用1,1′-二羟基-5,5′-联四唑(DHBT)和5,5′-联四唑(H_2BT)。通过调节合成工艺参数,成功制备出GO-Co-DBT、GO-Co-BT、GO-Ni-DBT、α-GO-Ni-BT与β-GO-Ni-BT五种含能催化剂。采用粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)/能谱(EDS)和差热扫描量热仪(DSC)-热重分析仪TG等技术对这五种含能催化剂形貌结构进行了表征,并采用DSC-TG研究了GO-Co-DBT、GO-Co-BT、GO-Ni-DBT、α-GO-Ni-BT对高氯酸铵(AP)和黑索今(RDX)催化热分解性能的影响。结果表明,石墨烯诱导联四唑配合物结晶可减少晶体缺陷,从而降低热点产生几率,提高热稳定性。其中,GO-Co-DBT、GO-Ni-DBT与GO-Ni-BT分解温度高于200℃。石墨烯基联四唑配合物含能催化剂对AP与RDX的热分解反应具有显著的催化作用,通过转移O元素与NH_4~+反应来提高生成NH_3和H_2O的反应深度,使AP两个放热峰重叠,总放热量增加,催化效应显著。AP的归一化放热量增至2757.0 J·g~(-1),转晶对应的吸热峰热值降低至23.2 J·g~(-1),RDX的归一化放热量提高至2898.0 J·g~(-1),相对于纯AP,RDX放热量提高50%以上,在保证催化效果的同时提高体系的热稳定性。     

含氟聚合物/多壁碳纳米管复合材料的导热性能

为提高含氟聚合物F2314的导热性能,采用多壁碳纳米管(MWCNTs)对F2314进行改性。用密炼混合法制备了F2314/MWCNTs复合材料。研究了MWCNTs含量、温度对F2314/MWCNTs复合材料的导热系数的影响。建立了F2314/MWCNTs复合材料的导热模型。结果表明,F2314/MWCNTs复合材料的导热系数随MWCNTs含量增加而增大。当MWCNTs质量分数为30%时,30℃下F2314/MWCNTs复合材料的导热系数高达0.647 W·m~(-1)·K~(-1),比纯F2314的导热系数提高3.43倍。F2314/MWCNTs复合材料的导热性能对温度的依赖性与F2314的相态转变密切相关。随着温度增加,F2314/MWCNTs复合材料的导热系数先增加,然后在玻璃化转变温度附近达到最大值,接着逐渐降低。有效介质方法修正公式的计算结果与实验吻合较好,表明该公式可以较好地模拟F2314/MWCNTs复合材料的导热性能。     

含能聚合物的热导率的预测

为了更好地理解炸药的非冲击起爆和非理想爆轰,采用在共轭聚合物骨架上引入含能基团—NO_2、—N_3和—ONO_2的方法设计了几种新的含能共轭聚合物。通过比较Bicerano热导率计算模型和Askadskii热导率基团贡献法,选择了相对偏差较小的Askadskii热导率基团贡献法对新设计的含能共轭聚合物的热导率进行了计算。结果表明,新设计的共轭含能聚合物具有比非共轭含能聚合物具有更高的热导率,有的可以达到1.0 W·m K~(-1)以上。含能共轭聚合物热导率高于非共轭聚合物的原因可能是在双键和单键交替连接产生的共轭体系中,会产生晶格振动导热和电子导热的耦合,使得整个含能共轭聚合物的传导热能力增强;通过对比新设计的含能共轭聚合物的热导率发现,当含能共轭聚合物单体所占体积更大时,含能共轭聚合物具有更高的热导率。     

电控固体推进剂制备方法及性能研究进展

电控固体推进剂（Electrically Controlled Solid Propellants, ECSPs）具有通电燃烧、断电熄灭,燃速实时可调的特性,在微小型及大型固体火箭发动机领域中都具有良好的应用前景。总结了近年来国内外ECSPs的制备方法,主要为溶胀法、熔融混合法、室温法、冷冻-解冻法和3D打印法,综述了ECSPs热稳定性、电阻特性、点火及燃烧特性、老化特性及电弧烧蚀与羽流特性等研究进展,指出具有低毒、高比冲、高可控性的硝酸羟胺基电控固体推进剂及具有高熄火压强阈值的高氯酸盐基电控固体推进剂是目前研究重点,提出未来ECSPs的研究方向在于加强和完善ECSPs性能研究、开发ECSPs点火及燃烧性能测试装置和规范测试方法、提高ECSPs燃速特性以及深入研究ECSPs点火及燃烧机理,建立点火和燃烧模型等。     

支化叠氮缩水甘油醚聚合物的合成

支化叠氮缩水甘油醚聚合物（Ｂ－ＧＡＰ）能很好地改善推进剂及塑料粘结炸药（ＰＢＸ）的装药工艺性质及力学性能。将氯醚胶（ＰＥＣＨ）和环氧氯丙烷（ＥＣＨ）溶于二甲基甲酰胺（ＤＭＦ）中，在乙二醇（ＥＧ）引发下与叠氮钠（ＮａＮ３）加热反应即制得Ｂ－ＧＡＰ。研究了影响支化反应的主要因素，探索了控制羟基官能度（ｆ），分子量及其分布值的方法。     

镁铝尖晶石粉体的制备方法

概述国内外关于镁铝尖晶石粉体的制备方法及这些方法的优缺点和适用范围,并将其归为固相法、湿化学法和燃烧合成法3类。分析表明,镁铝尖晶石的制备方法趋向于复合化,即集合两种或两种以上的方法来制备,以实现镁铝尖晶石粉体的高性能、高产量,同时满足传统产业和高技术领域的需求。     

聚合物对DNAN及其混合炸药力学性能的影响

为了研究聚烃、聚酯、聚氨酯、聚醚各类聚合物对2,4-二硝基苯甲醚（DNAN）及其混合炸药力学性能的影响规律,采用X射线无损检测法研究了微晶蜡（WAX）、聚异丁烯（PIB）、聚丁二酸丁二醇（PBS）、聚己二酸己二胺（PA）、聚3,3,-二（硝酸酯基甲基）氧丁环（PBNMO）与DNAN的物理互熔性;通过显微镜观测含聚合物试样的凝固过程,分析了试样在凝固过程中的结晶特征,计算了样品的凝固线速率;在优选的聚合物基础上,采用材料试验机研究了聚合物含量对DNAN及混合炸药力学强度影响规律;分析了聚合物对DNAN及DNAN基混合炸药力学性强化机理。结果表明,与DNAN分子具有氢键或π键作用的PBS、PA、PBNMO可与DNAN试样良好互熔;可熔聚合物的加入使DNAN结晶固液界面平滑,凝固线速率降低54%以上,其中PBNMO对DNAN结晶形貌及凝固线速率改善最为明显;PBNMO可显著提高DNAN及其混合炸药试样的力学性能,添加2%PBNMO可使混合炸药抗拉强度、抗剪强度提高100%以上;机理研究表明,可熔聚合物通过改善试样微观凝固形貌,形成“钢筋混凝土”结构,达到减少材料内部缺陷、提高裂纹生长阻力的效果进而增强DNAN基混合炸药力学性能。     

超临界流体技术：一种形成含能材料的新方法

使用压缩气体的新领域是形成的固体颗粒具有诸如颗粒尺寸、颗粒尺寸分布、颗粒形状、一定表面积和不含溶剂杂质的显著特征。由于对机械或热应力的敏感性，那些难以细化的含能材料也能被加工成适度的粒子，压缩气体的特点是改变固体颗粒的形态。超临界流体溶液快速膨胀过程(RESS)是生产均匀的亚微米晶粒的新技术之一。在加工期间。负荷的超临界流体通过喷嘴膨胀，在喷嘴产生高过饱和，晶体粒子快速成核并生长。该项技术优于用常规生产方法生产的粒子。选择合适的工艺条件可制成热敏的产物。难溶于压缩气体的固体颗粒可采用压缩流体反溶剂沉淀过程(PAC过程)。为此，一种含有有机溶剂的溶液必须能与压缩气体完全混合，并且溶入这种溶剂的固体材料通过喷嘴进入充满压缩气体的高压罐。颗粒的形成基于同时发生的两种机理。溶剂一方面在压缩气体中汽化，另一方面压缩气体又进入小液滴，对于溶解的材料而言，它充当了一种促使沉淀产生的反溶剂。介绍一种用超临界流体溶液快速膨胀过程(RESS)和压缩流体反溶液沉淀过程(PCA)制备细颗粒的小型实验装置。上述技术为产品提供重要应用，生产的少量产品用作含能材料。各种各样的含能材料经超临界流体溶液快速膨胀过程(RESS)和压缩流体反溶剂沉淀过程(PCA)的微粉化正在研究试验中。     

五唑钠的制备工艺及C─N键切断机理

以2,6?二甲基?4?五唑基苯酚钠盐为原料,间氯过氧苯甲酸(m?CPBA)与甘氨酸亚铁(Fe(Gly)_2)为氧化切断试剂和稳定催化剂,在低温条件下成功合成了五唑钠;探索了芳基五唑氧化切断C—N键的反应条件:芳基五唑、Fe(Gly)2与m?CPBA摩尔比为1∶3∶4.5,反应时间24 h,反应温度-45℃,粗品收率为28%;探索了不同氧化切割试剂对五唑钠产率的影响,并分析了五唑钠产率低的原因;利用X?射线单晶衍射仪(X?ray single crystal diffractometer,XRD)、核磁(~(15)N NMR和~1H NMR)、元素分析、红外、质谱等对五唑钠和芳基五唑切断副产物(2,6?二甲基对苯醌)的结构进行了表征;并在此基础上推测分析了m?CPBA与Fe(Gly)_2氧化切断芳基五唑C—N键的机理历程。     

新型HMX/AP/EP纳米复合物的制备及表征（英）

以含能聚合物(EP)为基底通过共沉淀法制备了奥克托今(HMX)/高氯酸铵(AP)/含能聚合物(EP)纳米复合物。用扫描电镜(SEM),能量色散X射线能谱(EDS)、比表面积(Brunauer-Emmett-Teller(BET))测定、红外(IR)光谱法和差示扫描量热法(DSC)表征了它的结构及性能。结果表明,HMX/AP/EP纳米复合物具有三维纳米网状结构。HMX和AP均匀沉积在EP上面,其尺寸为50~200 nm。HMX、AP和EP紧密结合在一起,具有良好的相容性。HMX/AP/EP纳米复合物的分解温度远低于HMX的。当HMX/AP/EP纳米复合物的氧平衡为零时,其分解热高达2570 J·g^-1。HMX/AP/EP纳米复合物的撞击特性落高H₅₀为50.49 cm,与HMX的撞击感度的特性落高(27 cm)相比,其机械感度较低。     

芳香羧酸类配位聚合物在含能材料中的应用研究

过渡金属-羧酸类配位聚合物由于具有一定的微孔结构,并可以通过人为设计合成特定的功能材料,在选择性客体吸附,气体贮存,离子交换和异相催化等方面存在潜在应用价值,近年来受到广泛的关注,但其作为含能材料方面的应用研究鲜见报道。由金属离子形成的配合物在分解、燃烧时形成对反应体系有催化作用的金属氧化物,能够加快分解速度,使配合物的能量更集中释放,提高了其作为含能材料的猛度和作功能力。金属-有机配位聚合物的多孔结构有利于提高贮气能力,晶体微孔中贮存大量的气体分子后,在一定条件下引爆后使其贮存的气体燃烧、爆炸,其二次燃烧和…     

纳米复合含能材料的研究进展

对纳米复合材料的研究进展进行了综述,例举多种纳米复合材料的制备方法： sol-gel法、溶剂/非溶剂法、高能研磨法、多孔金属/填充物复合法.对这些制备方法及制品的性能进行了分析,认为纳米复合材料提供了研究含能材料的新角度,改进了纳米粉体含能材料储存使用过程的安全性,减轻了粒子团聚现象,有利于充分发挥材料的纳米特性.纳米复合含能材料的制备技术、制备工艺参数及制品结构对其性能的影响规律研究还处在探索阶段,今后还需理论和实践两个方面进行更加深入地分析、探讨.     

NIMMO及其聚合物的合成、性能及应用研究进展

综述了3-硝酸酯甲基-3-甲基氧丁环(NIMMO)及其聚合物PNIMMO的合成、性能及应用研究进展.PNIMMO聚合物具有较高的能量水平、较好的热稳定性和优良的感度特性,是近年来发展起来的合成技术相对成熟的新型含能粘合剂之一,将其用于高能高聚物粘结炸药(PBX)、高能低易损(LOVA)发射药、高能固体推进剂中具有明显发...     

亚稳态分子间复合物Al-MoO3的制备与性能研究

以纳米铝粉和纳米氧化钼为原料,采用超声分散混合的方法,制备了纳米复合含能材料Al-MoO3.利用扫描电镜(SEM)和红外光谱对原料和产物的结构进行了初步分析表征;进行了Al-MoO3撞击感度、火焰感度以及燃烧热性能试验.结果表明,该含能材料具有一定的撞击、火焰感度,是一种具有高的能量密度的纳米含能材料.     

高温自蔓延反应合成功能材料的研究进展

简要总结了自蔓延高温反应(SHS)的国内外发展过程。从SHS前驱体元素体系的组成及SHS产物的应用方向(粉体功能材料、陶瓷材料、涂层材料等)进行了分类阐述,着重分析了未来含能材料在SHS方面的应用。其次,重点分析了适用于不同应用方向SHS材料的点火机制、反应机制、热力学和动力学等理论分析,在此基础上提出绝热温度不是SHS反应唯一判据的新观点。最后,介绍了自蔓延高温反应的燃烧机理,阐明了反应物粒径、球磨参数、反应物压坯压力等工艺参数对SHS反应的影响,同时对SHS技术发展中存在问题进行了分析。     

超细苦味酸钾的制备及性能

为了研究苦味酸钾(KP)超细后粒度对性能的影响,分别采用连续喷加法、控速滴加法、快速混合法制备了超细苦味酸钾。研究了不同粒度苦味酸钾的颗粒形貌、粒度分布、热分解温度、撞击感度、摩擦感度、火焰感度、静电火花感度、5 s爆发点和热丝感度。结果表明:连续喷加法、控速滴加法、快速混合法得到的苦味酸钾的粒度D_(50)值分别为3.9,8μm和16μm;随着粒度增大,苦味酸钾热分解温度升高,撞击、摩擦、火焰感度降低,静电火花感度基本不变,5 s爆发点温度降低;超细的苦味酸钾(D_(50)=3.9μm)的热丝感度非常低,适合用作低感度电引火药。