Fenton法降解吡虫啉与纯Fenton反应过程的对比研究

考察了反应条件对 Fenton法降解吡虫啉的影响,并对分别发生在纯水和吡虫啉溶液的两种Fenton体系进行了过程参数研究。结果表明,在初始 pH 为 3、H₂O₂用量为 4.9 mmol/L、Fe²⁺用量为 2.24 mmol/L、温度为 20 °C、反应时间为 2 h时,Fenton对 100 mg/L吡虫啉的去除率可接近70%。在初始 pH为 3、5时,两体系 pH都随反应的进行而逐渐降低,且吡虫啉 Fenton 体系的 pH 相对降低更多。相比于纯水 Fenton 体系,吡虫啉 Fenton 体系在反应过程中含有更高的 Fe²⁺浓度和 Fe²⁺/Fe³⁺比值,可能是因为吡虫啉降解的中间产物将部分 Fe³⁺还原成了 Fe²⁺。ORP 可以有效地反映Fenton 反应的进程。     

密闭爆发器实验过程中的热散失修正研究

针对密闭爆发器实验过程中压力迅速变化的特点,提出考虑压力因素的热流密度方程,建立密闭爆发器实验中内壁传热的一维半无限大传热模型,推导出实验过程中的传热表达式,并使用该模型对双芳-3(SF-3)、太根(TG)及含黑索今5%(TD-15)和含黑索今30%(TD-30)的三基发射药密闭爆发器实验结果进行了实例验证.结果显示该模型修正出的总热散失与理论值的误差在10%以内,对双芳-3发射药修正得到的燃速压力指数(0.9864)接近该发射药的期望值(1).     

高燃点发射药作为无壳弹装药的可行性分析

通过大量的实验研究,对高燃点发射药的配方、能量、耐热性能、燃烧性能、烧蚀性能以及弹道性能进行了分析,提出了高燃点发射药作为无壳弹装药的可行性意见。由惰性粘结剂、增塑剂和HMX组成的高燃点发射药能量略高于单基发射药,而爆温低于单基发射药;通过HMX固体颗粒尺寸和形状的控制,可使燃速压力指数控制在1．1左右;高燃点发射药的耐热性能通过在350℃下抗自燃模拟时间和爆发温度点试验,其结果明显优于单基发射药,烧蚀小于单基发射药;通过无壳弹装药弹道试验,其点火正常、燃烧安全、膛内没有留膛现象。GRDH高燃点发射药综合性能可满足无壳弹装药的要求。     

基于药料膨胀和流动均匀性的单孔药模具设计

为分析模具结构参数对发射药成型尺寸及出口速度均匀性的影响规律,基于正交优化方法,采用POLYFLOW软件对单孔硝基胍发射药的挤出成型过程进行了模拟仿真。分析了入口线速度恒定条件下模具结构参数对发射药成型尺寸及出口速度均匀性影响程度的主次关系,在此基础上优化了单孔发射药挤出模具结构。研究结果显示:对药料成型膨胀影响最大的因素为模具收缩角,其次为成型段长度,再次为压缩段长度; 对出口速度分布均匀性影响最大的因素为模具收缩角,其次为压缩段长度,再次为成型段长度。基于最小膨胀率和最小出口速度极差对模具结构参数进行了优化,结果表明,优化后的药料出口速度均匀性得到提高。     

醋酸丁酸纤维素对发射药涂覆层低温力学性能的影响

为提高发射药涂覆层在低温环境下的力学强度,选择醋酸丁酸纤维素(CAB)和TiO_2粉末作为钝感剂,分别按照不同比例与三胍-15药片(主要组分为NC和NG)混合,用醇酮溶液(乙醇与丙酮体积比为1∶1)配制成涂覆液,进而制成拉伸样品进行拉伸试验,来比较涂覆层与发射药的黏结强度,并通过三维视频观察分析涂覆位置断裂情况;采用端面局部阻燃(阻燃位置为发射药的端面,且发射药内孔保持通气状态)的方法,利用喷涂工艺制备得到涂覆发射药,并进行了密闭爆发器试验,比较分析了不同钝感剂配方涂覆的发射药在不同温度下的L-B曲线。结果表明,在-40℃时,含有TiO_2的涂覆层力学强度较差,在TiO2质量分数为35%时达到相对最大值7.871MPa;而含有CAB的涂覆层黏结强度有所提高,在CAB质量分数为35%时达到9.970MPa。采用CAB作为钝感剂的涂覆发射药在-40℃下的燃烧渐增性相比采用TiO_2时提高了9.278%。     

发射药药料离模膨胀和流动均匀性模拟及在模具设计中的应用

为了分析挤出成型过程中模具结构参数对七孔硝基胍发射药离模膨胀率及流动均匀性的影响规律,采用计算流体力学方法,对挤出成型过程进行模拟计算,讨论了模具各结构参数重要性的主次关系;对七孔发射药制备模具进行了结构优化,并进行了实验验证。结果表明,模具收缩角对膨胀率和药料出口速度均匀性的影响最大,压缩段高度次之,成型段长度的影响最小。模具优化后流道出口端速度分布均匀性提高36.53%,表明该模拟计算的可靠性与实用性。     

RDX粒度对改性单基药燃烧性能及力学性能的影响

为了研究RDX粒度对改性单基药性能的影响,采用溶剂法挤压成型工艺,制备了含不同粒径(0.5、7.6和100μm)RDX的改性单基药;通过密闭爆发器试验测试了改性单基药的燃烧性能;采用万能材料试验机、简支梁式抗冲击试验机测试了改性单基药的力学性能;并通过扫描电镜观察了冲击断面,分析了改性单基药的破坏机理。结果表明,当RDX质量分数为10%时,改性单基药的燃速随着RDX粒度的增大而增大;小粒径RDX(0.5与7.6μm)改性单基药燃烧稳定,当RDX粒径增至100μm时,改性单基药在60MPa附近的u-p曲线出现转折,燃速压力指数突变,燃烧不稳定;改性单基药的抗压强度与抗冲击强度随着RDX粒度的增大而降低;RDX粒度显著影响发射药样品的断裂模式;当RDX粒度较小时,改性单基药的抗冲击强度主要受RDX颗粒与NC基体的界面黏结强度影响;当RDX粒度增大后,单基药的抗冲击强度主要受RDX颗粒的自身强度和其与NC基体的界面黏结强度共同影响。     

废弃发射药力学性能对粉碎过程的影响

为使用废弃发射药制备浆状炸药,研究了单基药和双芳-3的弯曲和压缩特性。结果表明,在相同条件下进行粉碎,其粒度有较大的差异,通过分析找出双芳-3颗粒偏粗的原因是在50℃粉碎时处于玻璃化温度以上,出现塑性变形,颗粒偏粗;单基药处于玻璃化温度以下,同时具备较高的弹性模量,粉碎时颗粒偏细小;使用单基药制备的浆状炸药性能良好,而用双芳-3制备的浆状炸药出现爆炸不完全或拒爆现象,其原因与双芳-3的成分有关,另外受粒度变化的影响。将双芳-3粉碎工艺进行适当调整,增加了二次粉碎流程,385μm以上的颗粒减少了60％左右,154μm以下的颗粒增加了50％,改变工艺后,用双芳-3制备的炸药性能获得了明显改善。     

TKX-50/KH550复合材料的制备及其与硝化棉的相容性

为改善1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐(TKX-50)与硝化棉(NC)的相容性,采用1%、2%和3%浓度的硅烷偶联剂(KH550)乙醇溶液对TKX-50进行包覆,得到3种TKX-50/KH550复合材料TK1、TK2和TK3。采用扫描电镜、红外光谱仪和差示扫描量热仪研究了复合材料的形貌结构及热安定性能;采用绝热加速量热仪和差示扫描量热仪研究了TKX-50/KH550复合材料与硝化棉(NC)之间的相容性。结果表明,与原料TKX-50(138.86 kJ·mol-1)相比,TKX-50/KH550复合材料的热分解表观活化能分别增加了190.03、195.82、194.42 kJ·mol^-1,TKX-50的热稳定性得到了提高;在绝热环境下,较TKX-50与NC混合体系,3种TKX-50/KH550复合材料与NC混合体系的初始热分解温度分别提高了14.93、18.18和17.90℃;相比TKX-50,TKX-50/KH550复合材料与NC的相容性等级从3级提升到2级,改善了TKX-50与NC的相容性。     

表面微孔结构三基发射药的性能

为了调节发射药的燃气释放规律,采用溶解法制备了表面微孔结构三基发射药,利用扫描电镜观察了发射药样品的微观结构;通过密闭爆发器试验研究了其静态燃烧性能;用材料试验机及冲击试验测定了其力学性能;以155 mm火炮研究了发射药的内弹道性能。研究结果表明,与原药相比,表面微孔结构三基发射药燃烧压力上升快,常温下燃烧结束时间缩短3.2 ms;初始动态活度值高,燃烧渐增性比原药低;在点火燃烧初始阶段表观燃速变大,后期燃速与原药基本一致;表面微孔结构三基发射药的力学性能有较小幅度的降低,其中,常温下降低幅度最大,抗压强度和抗冲击强度分别降低了2.98 MPa和0.35 kJ·m-2;减装药炮口初速提高13.9 m·s-1、全装药炮口初速提高15.0 m·s-1,膛压均有不同程度降低。