NG在聚氨酯中扩散性能的分子动力学模拟

为研究二异氰酸酯类型、温度、硝化甘油（ NG）含量等因素对NG在聚氨酯弹性体内扩散性能的影响,用分子动力学方法,在COMPASS力场下对NG和聚氨酯弹性体混合体系进行了模拟。构建NG与不同聚氨酯弹性体的混合体系模型,并进行结构优化,先后进行恒温恒压系综（ NPT）和恒温恒容系综（ NVT）的分子动力学模拟,得到NG在混合体系中的均方位移,通过爱因斯坦方程计算得到其扩散系数。结果表明：NG在聚氨酯弹性体内扩散系数的数量级为10-8 cm2· s-1,与实验数据一致;扩散系数随聚氨酯弹性体链的柔顺性增加而上升;随温度的不断升高,扩散系数先缓慢上升,当超过308 K后,扩散系数急剧增加。随NG含量的不断升高,扩散系数先缓慢下降,当超过14％后,扩散系数急剧下降。     

显微红外光谱法测定EI发射药中钝感剂扩散系数

压伸-浸渍(EI)发射药制造过程中钝感剂的扩散决定了新制火药的内弹道性能。采用红外光谱显微技术考察了聚酯钝感剂PA在EI发射药中的扩散,结果表明新制火药的钝感剂浓度分布符合Fick第二定律的扩散模型,并依据浓度分布曲线方程推算出钝感工艺过程中的钝感剂扩散系数为1.639×10-13m2.s-1。内标法与外标法的比对实验结果表明,在内标法中将钝感层硝化甘油(NG)做均匀分布的数学处理对扩散系数计算结果的数量级没有影响,因此由于数学模型的不完善带来的浓度分布曲线的系统偏差可以忽略不计。     

发射药钝感剂分布及迁移的研究进展

介绍了发射药钝感剂浓度分布测定、钝感剂迁移性能及钝感机理方面的研究进展。认为发射药钝感剂浓度分布及迁移性能是影响发射药应用的主要因素。指出我国今后要改进钝感剂浓度分布研究技术,尤其是浓度测定方法,以此推进发射药钝感剂迁移性能和扩散机理方面的研究。     

高分子钝感剂在两种发射药中的迁移性能

采用高分子钝感剂NA聚酯湿法钝感得到叠氮硝胺和高能硝胺两种钝感发射药,用高温加速长贮寿命试验的方法来研究NA钝感剂在发射药中的迁移性能。利用密闭爆发器和内弹道试验法,对加速长贮前后的两种钝感发射药动、静态燃烧性能进行研究,结果表明,加速长贮前后两种钝感发射药的爆热、p-t曲线及内弹道性能没有明显变化。利用显微红外光谱法测定两种钝感发射药长贮前后NA钝感剂的浓度分布,结果发现浓度分布也没有变化。表明NA钝感剂抗迁移能力强,可以满足叠氮硝胺发射药和高能硝胺发射药的长贮性能要求,用其制得的钝感发射药具有良好的弹道稳定性能。     

堵孔钝感高能叠氮硝胺发射药的性能

为了解决高能叠氮硝胺发射药燃烧渐增性欠佳及低温感效果较差的问题,采用高分子复合材料堵孔和含能复合材料钝感的两步法工艺,制备了3种内孔被高分子复合材料形成的“塞子”封堵、表面被钝感的钝感高能叠氮硝胺发射药(本研究称之为堵孔钝感发射药)。采用爆热和密闭爆发器试验,研究了堵孔钝感发射药的能量性能及静态燃烧性能。结果表明,与空白药相比,随着堵孔材料及钝感材料含量的增加,3种堵孔钝感发射药WCBF-1/18、WCBF-2/18和WCBF-3/18的爆热分别下降2.6%、3.6%和4.3%,燃烧渐增性增强且燃烧渐增性因子Pr值由0.471分别提高到0.552、0.563和0.576。3种堵孔钝感发射药WCBF-1/18、WCBF-2/18和WCBF-3/18的高温相对燃烧活度温度系数的绝对值均值分别为2.87%、1.89%和1.56%,相较于空白药均有所下降,表明堵孔钝感发射药高常温区间内低温感效果好。     

钝感三基发射药的燃烧性能

针对含水溶性组份硝基胍(NGu)的三基发射药,采用水相搅拌工艺制备出钝感发射药样品,进行了高分子钝感技术研究。通过扫描电镜研究了加入饱和剂和未加入饱和剂的两种钝感发射药样品的表面状态。结果表明,与未加入饱和剂的钝感工艺相比较,采用添加饱和剂的钝感工艺制得的发射药表面结构致密。采用可控点火参量模拟装置进行点火试验;在药室容积100cm3,装填密度0.2g.cm-3,点火压力10MPa的条件下进行了密闭爆发器试验;选用14.5mm弹道枪进行了内弹道试验。结果表明,钝感处理后的发射药样品点火延迟时间(6.86,5.72ms)延长,燃烧渐增性能增强,内弹道性能提高,且添加饱和剂的发射药性能比未添加饱和剂的优良。     

HTPB与增塑剂相容性评价的分子动力学模拟

为评价端羟基聚丁二烯(HTPB)与增塑剂相容性的优劣,采用分子动力学(MD)模拟方法对纯HTPB、增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)、己二酸二辛酯(DOA)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)及HTPB与增塑剂组成的共混物的密度、结合能和径向分布函数等进行了计算。结果表明:比较纯物质溶度参数差值(Δδ)的大小,共混物密度增加值,结合能及分子间径向分布函数值大小均可以得出增塑剂相容性优劣次序为HTPB/DOSHTPB/DOAHTPB/DOPHTPB/DBP。     

NC/NG共混体系的分子动力学模拟研究

为研究复合改性双基推进剂（CMDB）基体硝化纤维素（NC）与硝化甘油（NG）之间相互作用的实质,通过构建NC纯物质以及不同质量比的NC/NG共混体系模型,并采用分子动力学模拟的方法,对NC分子链的回转半径及模型中不同原子间的径向分布函数进行了分析。结果发现：NC分子链的回转半径随温度升高而增大的趋势并不明显;而随NG分子数量增多而增大的趋势非常显著。径向分布函数分析表明,NG分子可与NC分子形成氢键而替代NC分子内的氢键,使NC分子内的相互作用力减弱,从而导致NC分子链回转半径增大.     

叠氮硝胺发射药的燃烧性能调控技术

为改善叠氮硝胺发射药的燃烧性能,以小分子多炔基化合物(TPTM)作为钝感剂前驱体,采用转鼓喷涂工艺对其进行表面钝感处理,TPTM与发射药组份1,5-二叠氮基-3-硝基-3-氮杂戊烷(DIANP)在60 ℃反应,形成网状结构大分子钝感剂,并通过密闭爆发器试验、热加速老化试验和14.5 mm机枪试验表征了钝感效果,通过30 mm火炮试验考核了钝感发射药的内弹道性能。结果表明: 钝感叠氮硝胺发射药的初始燃速降低15%左右、渐增性燃烧特征量L_m/L₀大于1.5、长储稳定性好,在30 mm炮上具有良好的内弹道性能。     

钝感高能硝胺发射药内弹道性能的预测

为了分析钝感高能硝胺发射药内弹道性能的影响因素,基于密闭爆发器试验和14.5 mm弹道测试构建了高能硝胺发射药的内弹道模型,采用粒子群算法拟合了模型修正系数,进而基于模型理论计算分析了燃烧渐增性因子Pr及装药量ω对弹丸初速V₀和最大膛压p_m的影响。结果表明：基于经典内弹道理论预测高能硝胺发射药动态燃烧特性时,需考虑燃速修正系数χ和火药力利用系数η。与静态燃烧相比,动态燃烧的等效燃速相对增长可超过10%。同时,由于能量耗散的影响,理论计算中仅80%左右的火药力可有效转换为弹丸动能。发射药内弹道性能受Pr、ω、χ和η的耦合影响。作为主要机制,发射药静态燃烧性能和装药量显著影响着内弹道性能;V₀和ω线性正相关,p_m可表征为ω的指数函数;Pr决定了不同关联式中的系数。然而,在不同工艺条件下,χ和η的波动使内弹道性能变化,增大了拟合关联式的预测偏差。     

计算机模拟固体推进剂贮存老化的研究进展

分析了微观和介观层面常用计算机模拟方法的特点及局限性,重点介绍了这些方法在构建固体推进剂微结构、判断组分相容性、研究交联降解机理及界面相行为等方面的应用,并展望了计算机模拟方法在固体推进剂老化研究中的发展前景,认为贯穿微观、介观和宏观的多尺度模拟研究将是今后老化研究的重点。     

低温分子束外延InGaAs非晶薄膜的微观结构和光学性质

采用分子束外延技术制备了单层InGaAs非晶薄膜,V／Ⅲ束流比分别为40:1和60:1.测试了样品各元素的摩尔百分比及X射线衍射特征,并利用场发射扫描电镜观察了样品的表面形貌。由X射线衍射数据计算了径向分布函数和双体相关函数,并分析了样品中距中心原子最近邻原子的平均距离、最近邻原子的配位数和短程有序畴。同时,由透射谱计算了材料的近红外吸收系数,计算出两片InGaAs非晶薄膜样品的光学带隙分别为0.886 eV和0.822 eV.     

系统稳态可用度的非参数近似置信下限

设系统的故障间隔时间 X和修复时间 Y的分布自由 ,对于系统稳态可用度 A =EXEX + EY,本文给出了两种情形下 A的近似下限 :情形 1是 X、Y的变差系数均已知 ;情形 2是 X、Y的分布参数均未知。     

温度对Ni-Al-Cr合金沉淀影响的微观相场模拟

基于三元微观相场动力学模型,结合原子图像和体积分数等手段模拟了Ni75Al6Cr19合金在不同温度下的沉淀行为。结果表明:随着时效温度从873 K升高至1 023 K,Ni75Al6Cr19合金由DO22和L12两相共存组织转变为DO22单相组织;受弹性畸变能影响,有序相颗粒沿[100]和[010]方向排列,且时效温度升高,择优取向性愈发显著。平衡时,先析出DO22相的体积分数大于后析出L12相的体积分数。     

增强相体积分数对非晶复合材料穿甲威力的影响

用靶试研究不同增强相体积分数的非晶复合材料弹芯穿甲威力。结果表明:随增强相体积分数由65%增至70%、75%、88%(密排),非晶复合材料密度从14.8 g/cm³增至15.5、16.1、17.1 g/cm³,动态压缩强度从2842 MPa增至3013、3098 MPa,后降至3000 MPa,非晶复合材料弹芯的平均穿深由57.8 cm增至58.7、61.8、69.7 cm。提高增强相体积分数有利于提高弹芯的穿甲稳定性、穿甲速度,使弹芯穿甲威力增大。     

Impact Sensitivity in Respect of the Crystal Lattice Free Volume and the Characteristics of Plasticity of Some Nitramine Explosives（英）

The relationship between the crystal lattice free volume,ΔV,and impact sensitivity,E_(dr),of ten nitramines has been analyzed. It was found that this relationship is not uniquely determined,i. e. it is not given only by their own ΔV values but fundamentally by the type and intensity of the intermolecular forces in the nitramine crystals. Also,relationships between the E_(dr)values,on the one hand,and bulk modulus,K,and shear modulus,G,on the other,have been the subject of discussion not only for pure cyclic nitramines but also for their PBXs,bonded by a poly-fluoro binder. The closest linear correlation exists between the E_(dr)values and dimensionless K·G~(-1) ratio which indicates the plasticity range. A similar relationship is valid also for the ΔV values. Relationships of the E_(dr) and / or ΔV values with the shear modulus or to the K·G~(-1) ratio reflect an unusual behavior of ε-HNIW to which the published morphological instability of this particular HNIW version might also be related.     

膛内自由空间对压力波影响的实验研究与数值模拟

影响火炮膛内压力波的因素很多,其中药室内存的自由空间是一个主要的因素。本文用实验方法测定了自由空间与压力波幅值之间的定量关系,并用分区的内弹道均相流模型数值模拟了自由空间对膛内压力波的影响规律,得到了有意义的结论。