激光辐射下的固体双基推进剂的燃烧特性

燃速与辐射通量之间的关系可以由两支相交直线构成的线性方程进行描述,其中折点(交点)是外界辐射能作用下固体双基推进剂燃烧的一个重要特征。包括折点附近在内的燃烧特性可以采用Fourier方程进行分析。考虑到辐射在燃烧表面上形成的碳化层对辐射传递的阻碍作用,本文分析了1040,1041,N-5和N型推进剂的燃烧特性。导致两段函数和折点形成的主要原因是在辐射能到达凝聚相表面之前部分辐射能已经发生了损失。     

硅烷偶联剂稳定化处理的多孔硅/Pb3O4的反应性能

为了将多孔硅应用于新型含能材料,研究了经硅烷偶联剂稳定化处理的多孔硅/Pb3O4的反应性能。用电化学腐蚀法制备了多孔硅,用KH550、KH560和KH570改性了多孔硅,制成了10/90-多孔硅/Pb3O4点火药。用氧弹、DSC、TG、MS测定了多孔硅/Pb3O4点火药的反应性能,用XRD分析了多孔硅/Pb3O4点火药分解和燃烧后的残渣。结果表明:(1)经硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570处理的多孔硅/Pb3O4点火药(样品2、样品3、样品4)的放热量低于未经硅烷偶联剂处理的多孔硅/Pb3O4点火药(样品1),但其放热峰温度未发生改变,表明硅烷偶联剂只影响多孔硅/Pb3O4点火药分解反应的动力学行为;(2)样品1～4燃烧热值的降低次序为样品2>样品3>样品4>样品1;(3)多孔硅/Pb3O4点火药分解和燃烧后的残渣为氧化铅和硅酸铅;(4)硅烷偶联剂KH550、KH560和KH570可使多孔硅在空气中的稳定性提高。     

硅烷偶联剂对多孔硅的稳定化研究

为了将多孔硅应用于含能材料的制备,采用电化学双槽腐蚀法制备了平均孔径4.3 nm,厚度超过100μm的不龟裂多孔硅薄膜,利用硅烷偶联剂(KH550,KH560,KH570)对此多孔硅薄膜进行表面处理,采用红外光谱(FTIR)技术研究了三种硅烷偶联剂对多孔硅处理前后红外光谱的变化。结果显示,三种硅烷偶联剂均大大降低了多孔硅表面的Si—Hx键的数量,使不稳定的Si—H键转化成更加稳定的Si—OR键。其中KH550和KH570消除悬挂键的效果优于KH560。     

微细圆管内火药燃烧稳定性影响因素的数值模拟

为了解微燃烧器内固体含能材料燃烧的影响因素,采用ANSYS瞬态热分析研究了微细圆管燃烧器内固体药柱燃烧时,燃烧器尺寸、壁厚和壁面热传导系数对燃烧器壁面温度分布和热损失的影响。结果表明:燃烧器壁面的热量传递是决定微尺寸下能否稳定燃烧的关键。随着燃烧器尺寸的减小,加强了燃气和壁面的相互作用,热损失增大,导致燃烧不稳定甚至熄灭。而壁面热传导系数对壁面热量传递起着竞争的作用,随着壁面热传导系数的减小,壁面热损失和壁面轴向传导至预热区的热量均减小,但前者的作用较大,利于燃烧稳定。另外研究表明,在一定壁厚范围内,增加壁厚有利于燃烧稳定。     

微细圆管中B/KNO3燃烧特性分析

为了解微细圆管中点火药的燃烧特性,采用高速摄影技术对微细圆管中B/KNO3的燃烧进行实验研究,结果表明:管壁热损失和管道阻力是影响微细圆管中B/KNO3燃烧稳定性的主要因素。圆管内径越小,管壁热损失和管道阻力越大,燃烧越不稳定。B/KNO3在内径1.0～2.0 mm石英管中稳定燃烧、燃速变化微弱。燃烧室压强为0.1～4.0 MPa时,B/KNO3燃速随压强增加,但并不符合燃速指数规律。当石英管内径减至0.5 mm时,燃烧不稳定,燃速随时间延长而变大;圆管内径进一步减小,产生击穿现象导致火焰熄灭。研究还表明在一定壁厚范围内,燃速反比于壁厚。     

脉冲激光重复烧蚀石墨的反应性光声谱

利用脉冲ＮｄＹＡＧ激光器对石墨进行重复性烧蚀。在一定的激光能量下，激光光声强度随重复次数增加而衰减。表明烧蚀坑对能量和质量从样品中流出有抑制作用。     

石墨掺杂对B/KNO_3点火药的激光点火特性的影响

用光声检测的实验方法研究石墨掺杂对B／KNO3点火药的激光点火性能的影响。根据对光声谱的分析，指出了石墨掺入B／KNO3会略降低B／KNO3的激光吸收能力并且掺入量增加时，药剂的光吸收能力会有所改善。石墨掺杂会增长B／KNO3的激光点火延迟期，这一规律与石墨掺杂对B／KNO3的吸光性能的影响规律一致。     

延期体抗高加速度过载的界面加固性能研究

通过在延期体端面放置纸质垫片的途径来实现界面加固,采用Hopkinson加载试验技术和非线性数值模拟的方法对B/BaCrO4延期体上的应力波传播特性、抗过载界面加固特性进行了研究.研究结果表明:纸垫可以有效地衰减作用到延期体上的应力波,减小延期体的变形量,提高应力/应变分布均匀性,增强延期体的抗过载能力.延期体两个端面加固的效果优于一个端面的加固,应力波输出端加固性能优于应力波输入端加固性能.两端加固的纸垫厚度增加,延期体发生塑性变形的值相对变小.     

CuO-Zr复合膜的制备及其反应光声光谱研究

以CuO和Zr为靶材,利用磁控溅射技术,采用最佳工艺条件,在载玻片衬底上沉积了Zr/CuO和CuO/Zr复合膜.利用X射线衍射、扫描电镜和反应性光声光谱技术分别对薄膜样品的晶体结构、表面形貌和反应特性进行了分析和表征.结果表明:复合膜中的Zr和CuO均以晶相形式存在,复合膜由近似球状的纳米粒子构成,在激光能量的刺激下CuO-Zr复合薄膜发生了氧化-还原反应.     

气动-机械微安保结构设计与性能测试

针对新型火工品的微型化、可靠性要求,设计了一种气体驱动的机械微安保结构,对其核心的机械安保层进行了静力学仿真,确定微弹簧最佳加工材料为65Mn弹簧钢,线宽为0.2mm时微弹簧解除保险所需的理论压强为4.3MPa。通过微加工技术,制作了原理样机,并测试其性能。结果表明样机可以成功解除保险,并实现安保功能。