RDX/RF纳米结构复合含能材料的孔结构研究

在黑索今(RDX)/间苯二酚-甲醛树脂(RF)纳米结构复合含能材料制备的基础上,研究了RF气凝胶和RDX/RF纳米结构复合含能材料的孔结构,计算了含10%、30%、50%、70%、80%RDX的复合材料RDX/RF的比表面积、总孔体积、平均孔径,并对RF气凝胶和不同复合材料的吸附脱附等温线、中孔分布和微孔分布进行了比较。用扫描电子显微镜(SEM)对其微观形貌进行了表征,利用X射线粉末衍射仪(XRD)对复合材料中RDX颗粒的晶粒度进行了研究,在34~38 nm之间。研究表明:RDX/RF复合材料的孔径在50 nm以下,随RDX含量的增加,比表面积、总孔体积变小,平均孔径则变大;通过RF气凝胶和RDX/RF纳米复合含能材料的吸附脱附等温线、中孔、微孔分布以及中孔微分总孔体积、微孔微分总孔体积的变化比较,认为RDX的填充对气凝胶的中孔影响较大。     

硝化棉基微孔球形药的结构控制研究

为了有效控制硝化棉(NC)基微孔球形药的结构,通过调节工艺参数及引入烷烃溶剂等方法,探索颗粒直径、颗粒表面孔隙率和颗粒球形度的变化规律。结果表明:提高溶剂用量可以降低硝化棉溶胶及乳液的粘度,微孔球形药的平均粒径显著减小。在乳化发泡环节引入烷烃作为致孔剂,可以制备出表面开孔的微孔球形药,随着烷烃用量的增加,表面孔隙率逐渐提高,样品的比表面积也相应增加。采用浸析法进行溶剂驱除时,降低加水速度可以显著提高微孔球形药颗粒的球形度。通过调节工艺参数及在乳液中加入烷烃溶剂,实现硝化棉基微孔球形药结构的定量控制是完全可行的。     

微孔NC/TEGN/RDX复合材料的制备及力学性能

以硝化纤维素(NC)、太根(TEGN)、黑索今(RDX)为含能基体,热塑性弹性体?甲基丙烯酸甲酯(MMA)为粘结剂,通过溶剂法挤压成型工艺,利用超临界二氧化碳(SC?CO_2)发泡技术制备了微孔NC/TEGN/RDX复合材料,通过扫描电子显微镜和简支梁冲击仪分别研究了该复合材料的泡孔形貌和力学性能。结果表明,提高饱和压力有利于减小泡孔尺寸提高泡孔密度;随着发泡温度的增加,泡孔尺寸逐渐增大,泡孔密度呈现出先增大后减小的趋势;热塑性弹性体的含量由5%提高到15%时,冲击强度可提高37.74%;饱和压力为10～25 MPa时,微孔NC/TEGN/RDX复合材料的冲击强度由3.21 kJ·m~(-2)提高到4.31 kJ·m~(-2),但是随着发泡温度的增加,冲击强度却逐渐下降;泡孔尺寸、泡孔密度皆是影响微孔NC/TEGN/RDX复合材料力学性能的重要因素,致密均匀的泡孔结构可有效改善力学性能。     

超级电容器用活性炭电极表面氧化改性后的电化学性能

以椰壳活性炭和杏壳活性炭为原料,采用浓硝酸液相氧化改性处理后,制成以 KOH 为电解液的超级电容器的炭电极。采用低温 N_2吸附法表征了活性炭的孔结构性质,并采用循环伏安法和交流阻抗法考察了活性炭电极的电化学性能。实验表明,经浓硝酸氧化处理后,活性炭的比表面积和孔容降低,平均孔径增大。但由于氧化处理后材料赝电容的增加,椰壳活性炭和杏壳活性炭的放电容量不但没有降低.反由原来的114 F·g~(-1)和98 F·g~(-1)分别增大到166 F·g~(-1)和157 F·g~(-1)。同时,浓硝酸氧化降低了活性炭电极的表面电荷迁移电阻和时间常数。     

含氮铁锰合金阻尼性能和力学性能的研究

采用内耗检测技术研究了氮对Fe-14.1Mn和Fe-16.5Mn合金的阻尼性能的影响,也研究了氮对Fe-Mn系合金的相组成和力学性能的影响。研究结果表明:Fe-14.1Mn比Fe-16.5Mn合金具有更高的阻尼性能;合金中分别加入质量分数为0.2%的氮,两种合金的阻尼性能略有改变,同时Fe-16.5Mn合金的bσ从465 MPa增加到695 MPa,η从3.7%增加到12.6%,而Fe-14.1Mn合金的bσ从470 MPa增加到690 MPa,η从5.4%降到4.0%。     

溶剂浸析法制备硝化棉基微孔球形药

为简化硝化棉基微孔球形药的制备工艺,使内部孔结构更加均匀,研究了一种新的制备工艺——溶剂浸析法。改变溶剂蒸馏工艺后期的溶剂驱除方式,由升温蒸馏方法改为水溶液常温浸析方法,并与溶剂蒸馏法工艺进行对比。探讨了两种工艺参数对球形药形貌、粒径、内部孔结构的影响。用扫描电镜及Hope Image软件表征了硝化棉基微孔球形药的结构。结果表明,用溶剂浸析法工艺制备的硝化棉基微孔球形药表面光滑,粒径主要集中在20μm左右,球形度为0.89,比溶剂蒸溶法提高约20%,孔隙率为92%,比溶剂蒸溶法提高约10%。溶剂浸析法工艺制备的硝化棉基微孔球形药内部孔结构分布更均匀。     

Nafion作为粘接剂对活性炭电极快速充放电性能的影响

采用高比表面积活性炭作为电极材料,将Nafion部分替代PVDF作为粘接剂制备电化学超级电容器活性炭电极,并将其组装成有机体系双电层电容器.采用循环伏安和恒流充放电研究了Nafion的添加对超电容比容量和快速充放电性能的影响,采用交流阻抗研究了超电容体系的频率响应特性,最后采用恒流充放电技术研究组装超电容的循环稳定性.研究表明,粘接剂中Nafion的添加能够改善活性炭电极的快速充放电性能,并能够改善活性炭电极的循环稳定性.当充放电速率达到40A/g,含有Nafion粘接剂的电极比容量依然达到了68F/g,其能量密度和功率密度分别达到了29Wh·kg-1,和35kW·kg-1.     

四氧化三钴@碳化蝶翅的制备及催化高氯酸铵分解的性能

采用水热法制备了四氧化三钴@碳化蝶翅(Co_3O_4@CW)纳米复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面及孔径分析仪表征了其结构和成分。采用同步热分析仪(DSC-TG)研究了该复合材料对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能。结果表明,Co_3O_4@CW具有微孔-介孔-大孔的多级孔结构,Co_3O_4纳米粒子均匀紧密地负载于碳化蝶翅的骨架上,其中Co_3O_4的负载量约为72.0%。Co_3O_4@CW可显著降低AP的高温分解峰温度,当Co_3O_4@CW的添加量为3%时,AP的高温分解峰提前147℃,AP的热分解放热量从173.4 k J·mol~(-1)增加到369.3 k J·mol~(-1),表现出了良好的催化性能。     

双乳液法制备微孔球形药的孔结构形成机制

为了揭示双乳液法制备微孔球形药孔结构的形成机制,分别在乳化、成球及溶剂蒸馏等过程中进行取样,并采用显微观察和图像分析方法探索了孔结构的形成和演变规律。结果表明：影响微孔球形药中孔结构形成的主要因素是乳化条件和溶剂蒸馏条件。硝化棉乳液中分散相水滴的形态及尺寸分布规律与成品微孔球形药中的孔结构及孔径分布规律基本一致。乳化条件决定球形药中孔的形貌特征;成球过程的工艺条件对孔径及孔的形貌无显著影响;溶剂蒸馏条件对孔径分布影响较大,溶剂蒸馏速度加快,孔隙发生聚集而导致孔径分布不均匀。通过降低溶剂蒸馏速度,成品颗粒中的孔结构均匀性可以得到有效改善。采用双乳液法制备的硝化棉基微孔球形药中的孔结构是由硝化棉乳液中的分散相液滴形态决定的。     

基于Simulink的二维弹道修正组件控制电路仿真方法

针对二维弹道修正组件控制电路优化设计过程中需要进行大量试验对电路参数进行优化的问题,提出了一种基于Simulink的二维弹道修正组件控制电路仿真方法。该方法首先建立了二维弹道修正组件控制电路仿真模型,并在无控状态下对仿真模型的准确性进行了验证;然后在磁力矩电机工作于200 r/s时,改变控制电路中负载阻值、PWM信号占空比、电容容值等参数对二维弹道修正控制电路进行了仿真分析。仿真结果表明:负载阻值、电容容值的改变对磁力矩电机控制力矩影响不大,应尽量选用小阻值的负载和大容值的电容,降低负载电压;PWM信号占空比10%～40%范围内,磁力矩电机控制力矩线性度较好。该方法可以用于对二维弹道修正组件控制电路参数进行优化设计。     

20Mn2钢中添加ZrC粒子获得超细晶粒的研究

在 2 0Mn2钢熔炼过程中加入一定体积分数和一定粒径的ZrC粒子以起形变核心和再结晶核心作用 ,利用大轧制变形加速奥氏体和铁素体晶粒发生再结晶而细化晶粒 ,分析了ZrC粒子对晶粒细化的作用以及合金元素和轧制变形对力学性能的影响。试验结果表明 ,试验钢晶粒尺寸被细化到 1～ 2 μm。与 2 0Mn2钢相比 ,S1钢淬火态抗拉强度和屈服强度分别提高 131.8%和 187.0 % ,2 0 0℃ 2 0 0min低温回火态分别提高 110 .6 %和 16 3.8% ,同时 ,延伸率也有所提高 ;S2钢油淬态的抗拉强度和屈服强度分别提高为 34.2 %和 39.9% ,钢S2油淬低温回火态分别提高了 2 9.9%和 35 .0 % ,与 2 0Mn2钢的塑性指标相比 ,油淬及低温回火态延伸率分别提高了 90 %和 111%。     

晶界对信号传输的电容效应研究

根据晶界的电阻率大于晶界两侧晶粒的电阻率 ,提出晶界对传输信号影响的电容模型。通过不同温度退火 ,得到含晶界数不同的铜导线 ,将含不同晶界数的铜导线制备成标准的高保真同轴电缆 ,并测量其电容值以及损耗正切值。测量结果表明 :导线的电容值以及正切损耗值随晶界数的增加而降低 ,其数值关系满足关系式。垂直于信号传输方向的晶界对传输信号的影响显著 ,而平行于传输信号的晶界对信号的影响相对弱一些。由于晶界的电容效应 ,晶界增加传输信号的失真度 ,增加同轴电缆对传输信号的衰减量等     

非等温旋转曲面温度场的在线监测

精密加工过程中旋转曲面温度在线监测的方法有:红外测温仪测温、CCD热像仪测温、红外传送信号的接触测量、温敏电容及涡流损耗测温.采用斯忒鄱-玻尔兹曼定律的红外测温选用红外传感头实现.基于红外CCD的红外焦平面热像仪以电子扫描代替光机扫描.红外传送信号的接触测量通过红外通讯传递热电偶的温度信号.利用温敏电容对温度敏感的特性,由电容变化可测量旋转曲面附近的温度.利用金属材料在交变磁场中因磁滞效应和涡流效应会引起的功率损耗,能测量出其所处温度场的温度.同时比较了这些方法的利弊,分析了它们的精度影响因素.     

侵彻武器用MEMS大g值加速度计

侵彻武器穿入地面等坚硬物质的加速度可达重力加速度的2万倍至几十万倍,要求所用加速度传感器既能抗击该工作环境,又能识别冲击与钻入的整个过程.美国侵彻武器用MEMS大g值加速度计属电容传感器,其工作原理采用2个电参数完全相同的电容,1个作检测电容,1个作参考电容,将被测加速度值的变化转换成电容量的变化而实现.该加速度计由结构单元和信号处理电路组成.实验结果表明,尚需对2组成部分进一步集成,对机械静电阻尼进行优化,对封装深入研究.     

金属离子掺杂对金红石型纳米TiO2的稳定性影响

以TiCl4为原料,采用低温水热法制备不同金属离子掺杂的纳米TiO2粉末,结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、孔径分析仪等分析金属离子掺杂对产物晶型、晶粒尺寸、形貌及比表面积的影响,以及不同金属掺杂纳米TiO2的高温稳定性。结果表明:掺入Ce^3+、Re^7+、La^3+和Co^2+等金属离子时,制备的纳米TiO2仍为金红石结构,掺入Zr^4+时,纳米TiO2为金红石和锐钛矿混晶结构;Ce-TiO2、Re-TiO2、La-TiO2的初级粒子均为棒状,但直径和长度不同,CoTiO2、Zr-TiO2的初级粒子大部分呈颗粒状,且Zr-TiO2颗粒具有高分散性,比表面积高达198.0 m^2/g;高温煅烧后,掺杂Zr^4+、Ce^3+、Re^7+、Co^2+等金属离子的纳米TiO2粉末均出现新的晶相,其中Ce^3+和Co^2+掺杂出现锐钛矿相,Zr^4+和Re^7+掺杂出现板钛矿相;La^3+、Co^2+促进TiO2粉末高温烧结,而Ce^3+和Re^7+的掺杂可以抑制高温烧结。整体上,金属离子掺杂对烧结影响较小,掺杂样品的晶粒尺寸仍会明显增大,比表面积显著降低。     

驱动线圈连接方式对多极矩电磁发射效率的影响研究

多极矩电磁发射是一种新型电磁发射技术,其可调参数多、驱动线圈连接方式灵活的特点对发射效率有较大的影响。从等效电路出发,分析了电枢受力公式及波形匹配问题,并通过电磁场有限元分析研究了不同电压值（电容值）和多级电磁发射情况下六极矩驱动线圈间的连接方式对发射效率的影响。研究结果表明：为了达到较大的发射效率,不同电压值（电容值）需匹配不同的驱动线圈连接方式;在多级六极矩电磁发射情况下,电枢速度改变的同时要改变驱动线圈的连接方式,可以在电容值改变较小的情况下实现较好的波形匹配,从而提高发射效率。     

金属小目标对电容近炸引信电极电容的影响

利用导体之间感应系数与自电容、互电容之间关系，从理论上论述了金属小目标靠近电容近炸引信电极时自电容和互电容的变化规律，并且根据有限元计算的方法验证了推导的结论。     

AC/TiO2复合颗粒的低温制备及对TNT废水的降解

以钛酸丁酯为原料,在80 ℃下通过溶胶-回流法在活性炭(AC)表面制备纳米TiO₂,利用FE-SEM比较了制备过程中加入植酸、苯并三氮唑(BTA)或SnCl₄对复合颗粒表面形貌的影响,结果表明粒径为20~30 nm的TiO₂颗粒附着在AC表面形成了AC/TiO₂复合颗粒,加入植酸的复合颗粒表面呈海绵状,加入BTA后表面的TiO₂变得更细小。三种样品表面Ti元素的XPS分析显示Ti 2p3/2和Ti 2p1/2两个峰间的能量差约为5.7eV,表明所制备的TiO₂纯度较高;空载试验所获得TiO₂样品的Raman光谱表明AC表面的TiO₂为锐钛矿相;以TNT溶液为目标降解物,研究了三种复合颗粒的吸附性能和光催化性能,结果表明,添加植酸、苯并三氮唑(BTA)复合颗粒的吸附性能略高于活性炭原始样品; 三种样品在紫外光照射下对TNT的降解效率均高于活性炭原始样品,TNT的降解率达到99.3%,分析认为AC和TiO₂的复合协同效应有效提高了对TNT废水的降解能力。      

纳米CuO/CNTs的制备及对高氯酸钾基烟火药发光强度的影响

为研究不同附加物对含高氯酸钾与铝粉烟火药的发光强度的影响,采用沸腾回流沉淀法制备了CuO/CNTs纳米复合粒子。用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、同步热分析仪(DSC-TG)表征了它的结构和性能。测试了含不同附加物烟火药配方的发光强度。结果表明,氧化铜能够在碳纳米管表面有效负载,粒径为61.1 nm,其中CuO粒径为8.8 nm,负载量为30%。含纳米复合粒子的CuO/CNTs-Al-KClO4配方的发光强度优于任何含单一附加物的配方,与机械混合的CNTs-CuO-Al-KClO4同配比配方相比,发光强度提高了11.2%,表明CuO/CNTs纳米复合粒子具有更强的正协同催化效应。