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。     

粒铸EMCDB推进剂的力学性能研究

在国内首次用粒铸工艺制备出了力学性能好、具有燃烧平台的浇铸改性双基弹性体(EMCDB)推进剂.研究了燃烧催化剂、交联密度和耐寒增塑剂对粒铸EMCDB推进剂力学性能的影响,阐述了粒铸EMCDB推进剂的力学性能特点,分析了具有这些特点的原因,说明粒铸工艺在调节推进剂的性能方面有很大的优势.     

推进剂药柱粘接工艺研究

以高能改性双基推进剂药柱作为实验对象,研究了不同胶黏剂对药柱粘接的适应性、不同粘接界面形状对推进剂燃速的影响及不同粘接形式的药柱的内弹道性能。结果显示,聚氨酯胶黏剂（J-1）和环氧胶黏剂（H-1）能够适应改性双基推进剂的粘接要求。粘接界面对燃速影响很小,粘接药柱的p-t曲线特征与原药柱基本一致,粘接工艺是制造推进剂药柱的一种有效的技术途径。     

宽温下螺压改性双基推进剂的温度尺寸效应

为研究宽温下螺压改性双基推进剂的温度尺寸效应,通过热机械分析仪分析了典型推进剂配方在-90～120℃下的轴向线膨胀行为和动态力学行为。结果表明,典型螺压改性双基推进剂在-90～120℃下出现了明显的膨胀行为,轴向形变和线膨胀系数最大值分别达到0.16mm和4.5×10~(-4)℃~(-1)。其膨胀曲线大致可分为缓慢膨胀区、平台区、急速膨胀区和收缩区4个阶段,曲线中3个形变突变过程分别归属于黏结剂NC的β松弛、α松弛和黏流转变。使用温度从-40～50℃拓宽至-55～70℃时,其下限温度的降低对螺压改性双基推进剂的结构尺寸稳定性影响较小,而上限温度从50℃升高至70℃,线膨胀系数从1.55×10~(-4)℃~(-1)迅速升高至2.72×10~(-4)℃~(-1),螺压改性双基推进剂出现明显的尺寸膨胀行为。此外,随着初始加载温度的升高,螺压改性双基推进剂轴向膨胀曲线中的转变及黏流转变明显移向低温。     

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。     

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。     

提高螺压高能改进双基推进剂性能研究

研究了Ａｌ粉，ＲＤＸ及高氮量硝棉对螺压高能改进双基推进能量的贡献，配方选择了比较合适的Ａｌ粉，ＲＤＸ含量，解决了采用氨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。     

AP-CMDB推进剂微观结构及药形尺寸对低温力学性能的影响

为研究溶剂压伸法制备的AP-CMDB推进剂低温发动机试验易产生碎药的原因,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察了AP-CMDB推进剂样品的微观结构;通过测试样品的线膨胀系数,研究了AP颗粒与黏合剂体系的线膨胀匹配性;讨论了药形尺寸对推进剂低温抗冲强度的影响。结果表明,溶剂压伸法制备的APCMDB推进剂药柱中存在大量微孔和少量微裂纹,AP颗粒团聚明显,Al颗粒与黏合剂体系间出现严重的界面脱粘;AP颗粒与黏合剂体系间的线膨胀匹配性较差;壁厚1.5mm的单孔管状药柱的低温(-40℃)抗冲强度低于壁厚4.5mm的,套管结构药柱的低温(-40℃)抗冲强度低于单孔管状药柱的。AP-CMDB推进剂低温碎药的形成与其微观结构、力学性能及药形尺寸有关。     

关于改善改性双基推进剂力学性能的途径的探讨

国内目前在研制改性双基推进剂方面,在能量上,已接近或达到了理论比冲 I_8为270秒,实际比冲为250秒的水平。浇铸改性双基推进剂具有能量高、原材料来源方便、工艺较简单等优点,但存在着力学性能较差,尤其是低温力学性能差的缺点,尚不能满足固体火箭技术     

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。     

高压平台浇铸无烟改性双基推进剂综合性能研究

介绍了浇铸无烟改性双基推进剂的工艺特点及主要性能,为国内制式武器用无烟推进剂综合性能参数的选择提供了参考。     

螺压改性双基推进剂压延过程质量及安全控制研究进展

针对螺压改性双基推进剂制备过程的关键工序——压延,综述了影响压延塑化质量的因素、塑化质量的评价方法以及压延过程中存在的安全风险和采取的安全措施;压延塑化质量主要受到NC结构和性质、固体添加组分以及压延装置结构和工艺条件的影响;差示扫描量热(DSC)法常用于定量分析推进剂物料塑化程度;推进剂物料中的硬性杂质在压延过程使得物料局部出现的“热点”、物料中水分受热产生气泡的绝热压缩以及不适当的工艺参数等是燃爆风险的根源。对压延过程质量和安全控制技术发展方向进行了预测,指出红外光谱和超声波在线检测技术有望实现推进剂压延塑化效果的在线检测,远红外测温、在线连续测压和气体检测技术有望实现推进剂压延过程安全的在线检测,进而实现螺压改性双基推进剂压延过程质量及安全控制。附参考文献87篇。     

提高溶剂压伸复合改性双基推进剂力学性能研究

力学性能是推进剂在固体发动机中应用的重要参数之一,为有效提高溶剂压伸复合改性双基(CMDB)推进剂力学性能,研究了吸收药种类、溶剂比、增强材料、黏合剂相对分子质量等对推进剂力学性能的影响。结果表明,吸收药种类对推进剂低温力学性能影响较大,溶剂比对推进剂力学性能影响不明显,加入增强材料后CMDB推进剂-40℃冲击强度可达4.06 kJ/m2。     

关于改善改性双基推进剂力学性能的途径的探讨

国内目前在研制改性双基推进剂方面,在能量上,已接近或达到了理论比冲I_8为270秒,实际比冲为250秒的水平。浇铸改性双基推进剂具有能量高、原材料来源方便、工艺较简单等优点,但存在着力学性能较差,尤其是低温力学性能差的缺点,尚不能满足固体火箭技术发展的要求。固体推进剂的力学性能是固体推进剂的重要性能之一。它是固体火箭发动机装药结构完整性和发动机工作可靠性的重要保证。随着固体火箭技术的发展,对力学性能提出了更高的要求。过去十几年间不少新型粘合剂的出现,一个重要的原因就是为了改善复合固体推进剂的力学性能。一般说来,对固体推进剂的力学性能的要求是:在50毫米/秒的拉伸速率下,     

过渡金属催化剂对低燃温双基推进剂性能的影响

为探索过渡金属催化剂粒度对低燃温双基推进剂燃烧性能、点火性能的影响,分别测试了含不同粒度(1μm、3μm、5μm)过渡金属催化剂及粒度级配的低燃温双基推进剂的燃速。以压强指数较小作为优选标准,对优选配方进行放大试验。采用螺旋压伸成型工艺制备了Φ50mm标准发动机药柱并进行发动机点火试验。结果表明,过渡金属催化剂可显著改善推进剂在低压下的燃烧性能,降低压强指数及临界燃烧压强,使推进剂在2MPa下能稳定燃烧。该装药在低温下(-40℃)点火正常、燃烧稳定。     

动态热机械分析法研究螺压改性双基推进剂的压延温度

为获得塑化高固体含量螺压改性双基推进剂的工艺温度,采用动态热机械分析(DMA)法研究了不同RDX含量时螺压改性双基推进剂DMA曲线α转变峰的温度(Tα)(即玻璃化温度Tg)、松弛活化能(Eαa)和α转变之后DMA曲线出现的"波谷"等特征物理量。结果表明,RDX含量的增加减小了NC分子间的缠绕作用,导致Tg和Eαa值下降,这有利于高固体含量螺压推进剂的塑化;随着RDX含量的增加,α转变力学损耗峰tanδ值增大,表明体系的摩擦发热量增大,而α转变之后在55~120℃下DMA曲线出现了"波谷",此时体系的摩擦发热量最小,是压延塑化的最佳工艺温度。     

醋酸纤维和硝酸铵推进剂生产工艺

在加工温度下,热塑性醋酸纤维和硝酸铵是特别粘的。讨论了推进剂工艺变数(例如:混合粒度、温度、时间),推进剂制备的步骤和压模技术对推进剂燃速,力学性能和均匀性的影响。记述了工业上目前用的几种生产工艺技术。给出了用两种推进剂配方能达到的可能燃速以及理论性能数据。讨论了生产时湿度对最终药柱的影响以及在制造推进剂药粒和推进剂时的“老化”对燃速的影响。     

Bu-NENA基改性双基推进剂的力学性能及安全性能

为提高高固含量改性双基推进剂的低温力学性能和安全性能,以N-丁基硝氧乙基硝胺(Bu-NENA)代替硝化甘油(NG),采用无溶剂工艺制备了改性双基推进剂;采用万能试验拉伸机、动态热机械分析仪和感度测试仪等对推进剂的力学性能和机械感度进行了表征。结果表明,与NG相比,Bu-NENA可明显提高推进剂的低温力学性能,降低推进剂的机械感度。当Bu-NENA质量分数为19.1%时,推进剂(代号B3)的力学性能较好,与空白对照推进剂(NG基改性双基推进剂,代号B0)相比,B3推进剂在-40℃延伸率由3.54%提高到7.57%,提高了114%,高温拉伸强度相当;摩擦感度由46%降低至2%,降低了95.7%;特性落高H₅₀由17.2cm提高到33.6cm,提高了95.3%;动态力学性能研究表明,Bu-NENA对硝化纤维素(NC)塑化效果较好,B3推进剂的β转变温度由B0的-33.8℃降低至-37.8℃,韧性有所增强。表明该推进剂不仅机械感度明显降低,且低温力学性能明显改善,在短射程战术武器中具有一定的应用前景。     

热塑性聚氨酯弹性体在改性双基推进剂中的应用

为了改善力学性能,合成了与硝化甘油(NG)、硝化纤维素(NC)具有良好相溶性的新型热塑性聚氨酯弹性体(TPUE),并应用于改性双基推进剂研究中。研究了热塑性聚氨酯弹性体对硝胺改性双基推进剂的能量性能、力学性能、燃烧性能以及工艺性能的影响。结果表明,在改性双基推进剂中引入TPUE,推进剂的工艺性能、力学性能,尤其是低温力学性能明显提高,燃速和爆热会稍有降低。     

2,4-二羟基苯甲酸铋对双基推进剂燃烧的催化作用

为了考察2,4-二羟基苯甲酸铋对双基推进剂燃烧的催化效果以及探索其催化作用机理,用螺压工艺制备了含2,4-二羟基苯甲酸铋的推进剂样品,研究了2,4-二羟基苯甲酸铋对双基推进剂燃烧的催化性能。结果表明,2,4-二羟基苯甲酸铋对双基系推进剂的燃烧具有良好的催化作用,能显著提高推进剂的燃速,并大大降低压力指数,与少量碳黑复合后,对提高推进剂的燃速效果更明显,铋盐、铜盐与碳黑三元复合后,催化效果更优。用快速热裂解固相原位池／傅里叶变换红外光谱（RSFT-IR）联用装置研究了2,4-二羟基苯甲酸铋的热分解机理,发现2,4-二羟基苯甲酸铋在催化推进剂燃烧过程中的活性组分为Bi2O3。