NEPE推进剂老化性能的动态力学表征

采用动态热机械分析仪(DMA)测定了老化后NEPE推进剂的动态力学性能,表征了其在75℃下的热老化特性。结果显示,NEPE推进剂的损耗因子温度谱曲线在低温段只存在一个单峰(玻璃化转变峰),损耗因子tanδ的峰值随老化时间和测试频率的增加而增大,且峰温上升;增塑剂含量对tanδ峰值的影响因贮存条件而异,密封贮存老化条件下tanδ峰值随增塑剂含量的减少而增大。     

DNTF含量对改性双基推进剂动态力学性能的影响

采用动态力学分析(DMA)研究了不同含量3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)对DNTF-CMDB(DF)推进剂动态力学性能的影响,获得了DF系列推进剂的多频动态力学性能特征量。结果表明,DF推进剂的动态力学过程除了α转变外,有两个β转变峰,其中β1转变峰是DNTF的作用。DNTF的含量对DF系列推进剂高低温动态力学性能有较大影响;α转变的损耗角正切tanδ的峰温Tα及α和β转变的自由体积膨胀系数αf均与NG/NC和DNTF/NC含量比的组合合量相关;当DNTF含量为20%时,推进剂具有最佳的高低温力学性能。     

扩链和交联剂对NEPE推进剂胶片高温力学性能的影响

研究了脂肪族、聚醚类二元醇扩链剂和三元醇交联剂对NEPE推进剂胶片的高温力学性能影响。结果表明,脂肪族二元醇扩链剂可提高NEPE推进剂胶片的高温力学性能,但会引起硝酸酯增塑剂析出;选择适当种类、含量的聚醚类二元醇可显著提高胶片的高温力学性能;三元醇交联剂使NEPE推进剂粘合剂胶片的最大抗拉强度有所提高,最大延伸率降低。     

含能快递

正挪威为轻重量多用途导弹助推器研发出新一代的微烟推进剂早在上世纪90年代,挪威国防研究院(FFI)和拿默公司(NAMMO)联合研发GAP和不同含能填料组成的微烟推进剂。2011年后,他们已经研发出了以降感硝胺、GAP和低风险的硝氧乙基硝胺(NENA)含能增塑剂组成的微烟复合物推进剂。把这种微烟推进剂用于轻重量多用途导弹助推器以前还未曾有过,在上述已有的研究基础上,FFI和NAMMO利用65%的降感RDX和GAP、异氰酸     

钝感固体推进剂的研制与进展

介绍了研制钝感推进剂的几种途径：采用低感度的含能粘合剂和增塑剂、低感度的硝胺化合物、新型高能氧化剂、降低推进剂固体组分的粒度和缺陷及其他的钝感方法。并简要介绍了HTPB、NEPE及HTPE等钝感推进剂的性能。     

化学交联网络对少烟NEPE推进剂力学性能的影响

应用平衡溶胀法和动、静态力学性能测试方法研究了少烟NEPE推进剂的固化参数、增塑比和交联剂含量等因素对推进剂交联网络结构和力学性能的影响.结果表明,少烟NEPE推进剂的交联密度、初始模量和抗拉强度等在固化参数为1.5时达到最大,并随增塑比降低,交联剂(CA)含量增大而逐渐增大;推进剂的延伸率随固化参数和交联剂含量增大而逐渐降低,随增塑比增大而增大;推进剂的力学损耗随增塑比和交联剂含量增大而增大;但推进剂的玻璃化温度和次级转化温度随固化参数、增塑比和交联剂含量的变化不大(-33 ℃和-56 ℃).     

NEPE推进剂拉伸破坏过程实验研究

为研究NEPE推进剂在拉伸载荷作用下的破坏情况,利用扫描电镜对其在拉伸载荷作用下的细观形貌变化进行了原位观察.结果表明: NEPE推进剂在静态拉伸应力作用下首先在大填充颗粒处出现界面脱粘,形成微裂纹,同时粘合剂被拉成丝状.然后微裂纹沿着附近的大填充颗粒处进行扩展,形成宏观裂纹,同时伴随着粘合剂的断裂,并最终导致NEPE推进剂出现整体断裂.本文进一步利用有限元方法对不同大小填充颗粒在拉伸作用下的受力情况进行了分析,结果表明在相同应变下,大颗粒粘结界面处的应力明显大于小颗粒粘结界面处的应力.因此,认为NEPE推进剂在静态拉伸过程中的主要破坏模式为大填充颗粒处的粘结界面破坏.     

热塑性聚氨酯弹性体对高固体含量改性双基推进剂力学性能的影响

采用动态热机械分析(DMA)和拉伸强度测试方法研究了两种热塑性聚氨酯弹性体(TPUE)对改性双基推进剂力学性能的影响,用扫描电镜从微观上分析了TPUE对推进剂力学性能的作用机理.结果表明,加入TPUE可明显改善推进剂的力学性能,增强固体填料与粘结剂体系界面间的粘接强度,减少脱湿现象,使得推进剂高温(50 ℃)及常温(20 ℃)下的延伸率增加50%以上,低温下(-40 ℃)的抗拉强度增加15%,延伸率增加16%.从自由体积增大、活化能Eαa下降解释了α松弛的变化原因.同时认为推进剂的高温力学性能与α松弛tanδ的峰强度和活化能Eαa相关,低温力学性能与β松弛tanδ的活化能Eβa或 "脆化参数"m相关.     

铝基微单元复合燃料在NEPE固体推进剂中的应用

为研究铝基微单元燃料在硝酸酯增塑聚醚（NEPE）固体推进剂中的应用性能,以自制的铝基微单元复合燃料（Al@AP）代替铝粉加入NEPE固体推进剂,以真空定容爆热试验、发动机试验、残渣活性铝测试、高速摄影、单向拉伸试验、工艺性能测试等手段研究了Al@AP对NEPE固体推进剂燃烧、力学、工艺等性能的影响;并对Al@AP在NEPE固体推进剂中的燃烧作用机理进行了分析。结果表明,以19.5%的Al@AP代替FLQT-3 Al后,NEPE固体推进剂的爆热由6039.4 J·g^-1提升至6924.8 J·g^-1,残渣量由28.91 g降至7.64 g,残渣活性铝含量由14.64%降至0.37%,残渣粒径d₅₀由94.12 μm降至24.21 μm,NEPE固体推进剂喷射效率提升,铝粉在燃面停留时间由55 ms缩短至40 ms,且无明显融联团聚现象,且Al@AP对推进剂的燃速、力学、工艺等性能基本无影响。     

HTPB推进剂填料/基体界面粘结性能老化特性研究

采用扫描电镜观察和测试探测液在填料AP、粘合剂基体上接触角的方法,并通过计算填料与基体的粘附功和界面张力,研究了15%定应变和无应变贮存条件下HTPB推进剂填料/基体界面的粘结性能.结果表明,定应变和无应变贮存条件下HTPB推进剂填料与粘合剂基体的粘附功Wa随老化时间的延长而减小,界面张力γsl随老化时间的延长而增大,填料/基体界面粘结变差,HTPB推进剂填料/基体界面粘结性能可由填料与粘合剂基体的粘附功、界面张力来表征.定应变作用下推进剂老化后粘附功的值远低于无应变的值,界面张力的值远高于无应变的值,定应变的存在加剧了推进剂填料/基体界面粘结的劣化.     

火炮发射药的β次级转变

用ＤＤＶ－ＶＩＩＩ－ＥＡ动态粘弹谱仪对单基,双基,硝胺和硝基胍四种发射药的β次级转变进行了研究,发现四种发射药都存在明显的β次级转变峰。与单基火药相比,双基火药在β次级转变时的ｔａｎδ峰值明显增加,而硝胺和硝基胍发射药在β次级转变时的ｔａｎδ峰值减小,实验频率对β次转变时ｔａｎδ峰值的影响不大。     

低温感硝胺发射药混合装药的应用研究

从低温感发射药的基本原理出发 ,对低温感硝胺发射药在中大口径火炮上的应用试验进行了分析研究 .通过对硝胺发射药燃烧特性的测试 ,发现硝胺发射药的燃速压力曲线几乎是一条直线 ;由落锤冲击实验 ,认为硝胺发射药的低温力学性能还需进一步改善 ;根据弹道试验所得到的低温感硝胺发射药的初速和膛压结果 ,以及对试验火炮的烧蚀结果 ,证明了低温感硝胺发射药可作为中大口径火炮装药的可行性     

DNTF在螺压高能硝胺改性双基推进剂中的应用

为探索3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)对改性双基推进剂(RDX/Al/CMDB)的影响,以DNTF逐渐取代螺压高能硝胺改性双基推进剂中的RDX进行验证试验。表征了引入DNTF后改性双基推进剂的工艺性能、力学性能、燃烧性能、安全性能以及能量特性。研究结果表明:DNTF的引入对推进剂加工工艺性能及化学安定性无不良影响; DNTF的引入不仅可以提高推进剂能量,对改善推进剂力学性能以及降低机械感度也是有益的。DNTF的引入可以适当提高推进剂燃速; 在引入的DNTF含量不超过10%时,燃速压力指数所受影响不明显。     

PDADN在螺压硝胺改性双基推进剂中的应用研究

为改善硝胺双基推进剂的综合性能,对季戊四醇二叠氮二硝酸酯(PDADN)在螺压硝胺改性双基推进剂中的应用进行了研究,测试了推进剂的力学性能、燃烧特性、化学安定性、机械感度、能量特性和燃气特征信号,对比分析了试验数据。研究结果表明,PDADN新型含能材料的引入不仅可以显著改善推进剂的力学性能,而且对提高推进剂的能量、降低燃气特征信号及燃烧温度等均有益。      

RB型硝胺发射药使用寿命实验研究

为了更准确地预测发射药的有效使用期,提出了以发射药力学性能变化的数据作为老化失效判据的观点。采用热加速老化试验的方法,研究了含黑索今双基药(RB型硝胺发射药)的抗冲、抗压强度、压缩率随老化时间和温度变化的规律。结果表明,该型发射药在在安全贮存期内,高分子材料老化降解造成的力学性能下降,不会影响其安全使用。RB型硝胺发射药的使用寿命远大于安全贮存寿命。     

ETPE发射药与RGD7硝胺发射药燃烧性能及热行为的对比研究

用密闭爆发器实验、差示扫描量热法(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)研究了3,3-二叠氮甲基氧丁环/3-叠氮甲基-3-甲基氧丁环(BAMO/AMMO)基含能热塑性弹性体(ETPE)发射药和RGD7硝胺发射药的燃烧性能及热行为。结果表明:与RGD7硝胺发射药相比,ETPE发射药燃烧时间较长,燃速较低,燃速压力指数n大于1,而RGD7硝胺发射药燃速压力指数小于1。对于RGD7硝胺发射药,RDX的熔融吸热峰(204.8℃)不明显,且分解放热峰(240℃)滞后于硝化棉/硝化甘油(NC/NG)(194℃),而ETPE发射药中poly(BAMO/AMMO)分解温度(263℃)高于RDX(240℃)。ETPE发射药和RGD7硝胺发射药的不同燃烧性能归因于发射药中主组分的不同热行为。     

TATB表面包覆高能硝胺发射药的性能研究

为了改善高能硝胺发射药的燃烧性能,且不降低其总能量,将低能炸药TATB加入硝胺药中作为包覆剂对高能硝胺发射药进行包覆处理;通过爆热、密闭爆发器和12．7mm机枪内弹道试验,研究了包覆发射药的能量性能、静态燃烧性能和内弹道性能;结果表明：包覆样品CF-1能量与高能硝胺药相当,且表现出较强的燃烧渐增性,对比高能硝胺药,包覆样品CF-1弹丸初速提高了5％,且具有低温度系数效果。     

自由装填式药柱贮存过程中的变形分析

采用基于Total Lagrangian方法的三维粘弹性大变形增量本构关系,结合动态力学分析仪进行改性双基推进剂的性能测试,得到了自由装填式药柱贮存十年过程中的变形情况以及等效应力、应变值及分布。计算结果表明:经过长期贮存后,药柱产生的轴向下沉量约为0.16 mm,药柱外径增大约0.04 mm,内径几乎不变。包覆层与药柱之间的应力约为11.8 kPa,不会造成脱粘。此外,计算得出此类自由装填式药柱长期贮存中达到变形平衡的时间大约为半年,可根据贮存半年后药柱的变形量推算长期贮存后装药的变形情况。     

黑索今含量对BAMO-AMMO基推进剂力学性能的影响

采用单轴拉伸实验考察了不同含量黑索今（RDX）固体填料对BAMO（聚双叠氮甲基-氧杂环丁烷）-AMMO（聚叠氮甲基-甲基氧杂环丁烷）基推进剂的拉伸力学性能影响。实验结果表明,随着RDX含量的增加,推进剂拉伸强度增加,延伸率减小,在含量为75%~85%时呈现平台效应。采用动态热机械分析（DMA）考察了不同固体填料含量BAMO-AMMO基推进剂的动态力学性能,分析了固体填料含量影响的机理。DMA分析结果表明,推进剂的玻璃化转变温度随RDX含量的变化规律与延生率变化规律一致,RDX含量增加,延伸率增大,玻璃化转变温度升高,损耗角正切值增大。