不同分级结构ZnO的制备及催化分解AP性能研究

采用水热法,在乙酸锌、氢氧化钠体系中,通过调节氢氧化钠的用量成功合成了片状和棒状为组装单元的分级结构ZnO。利用XRD,SEM对样品进行了表征,用热分析法考察了两种分级结构的ZnO对高氯酸铵(AP)分解的催化作用。结果表明:两种分级结构的ZnO均可强烈催化AP的热分解,而片状结构为组装单元的分级结构ZnO的催化性能更高。与纯高氯酸铵相比,加入片状分级结构的ZnO后AP的分解温度降低了181℃,且低温分解峰消失。     

AP多粒度级配固体推进剂非稳态燃烧响应模型

为获得高氯酸铵(AP)粒度级配对固体推进剂燃烧响应特性的影响,以氧化剂单粒度的多火焰稳态燃烧模型(BDP)为基础,考虑实际推进剂中AP多级配粒度分布,建立了AP多粒度级配的AP/端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂非稳态燃烧响应模型,并对模型进行校验。针对由四种AP粒度330,250,110μm和50μm组合成的几十种AP多级配复合推进剂,分别在工作压强10MPa、振荡频率25~1000Hz条件下开展了燃烧响应特性研究,分析了AP粒度级配和配比等参数变化对压强耦合响应函数的影响规律。模型计算结果表明,100~1000Hz,燃烧响应模型计算结果与文献实验测量结果吻合较好(实验压强>5MPa),误差小于9%。AP粒度配比与级配对燃烧响应函数的分布影响较大,影响规律基本满足:AP多级配中提高小粒度AP的配比含量或者降低大粒度AP配比含量可以抑制中低频振荡,但同时会增益中高频振荡。用中粒度AP替代小粒度AP可以抑制中高频振荡,反之,替代大粒度AP则可以抑制中低频振荡。     

铁基多元纳米合金的室温固相法制备及性能

以过渡金属氯化物和硼氢化钾为原料,用PVP作分散剂,通过室温固相化学反应法制备了FeNi-Co-B、Fe-Ni-Cu-B两种多元纳米合金,并用电感耦合等离子发射光谱、X射线粉末衍射、透射电镜、热分析等手段对产物进行了表征。结果表明,通过室温固相法得到的Fe-Ni-Co-B多元纳米合金为非晶态晶须,其晶须长100~200nm,直径为2~4nm;而Fe-Ni-CuB多元纳米合金为平均粒径约20nm的球形颗粒。同时研究了两种铁基多元纳米合金对高氯酸铵热分解的催化作用,发现两种合金对高氯酸铵降低高温分解温度和提高分解热有明显作用。     

纳米核壳金属粉的制备及对高氯酸铵的热分解效应

采用还原反应制备了约15nm的钴硼（COB）金属粉，为了防止纳米金属粉在空气中被氧化，通过化学置换反应制备了银包纳米CoB（Ag-CoB）的纳米核壳金属粉，其形貌与组成分别通过电子透射显微镜（TEM）与X射线衍射（XRD）进行表征。对纳米金属粉（Ag-CoB）与未包银的CoB金属粉的抗氧化性通过热重分析进行了对比，另外，利用差热分析对两种金属粉对高氯酸铵（AP）的催化热分解作用进行了比较。结果表明：（Ag-CoB）金属粉的抗氧化效果好；纳米CoB金属粉和包银后的Ag-CoB金属粉对AP的催化效果都较好，经过包银后的Ag-CoB金属粉对AP的催化效果明显好于未包银的金属粉，达到了包覆的目的。     

单质合成碘化亚铜及其催化性能研究

在40℃条件下,以铜粉为还原剂、碘单质为氧化剂、乙二醇为溶剂,进行单质之间的反应,制备了碘化亚铜。利用XRD和SEM对产物进行了表征,并对合成的碘化亚铜进行了催化分解高氯酸铵反应的研究,探讨了其催化性能。实验结果表明,碘化亚铜为片状结构,反应温度为40℃的产物粒径为99nm;反应温度为60℃的产物粒径为87nm。碘化亚铜的加入降低了高氯酸铵的低温、高温的分解温度,使得这两部分的分解温度合二为一,高温分解温度提前了111℃。     

超声空化-表面活性剂水溶法提取RDX/Al/AP/HTPB炸药中的AP

为了对RDX/Al/AP/HTPB炸药的有效成分进行分离回收,研究了以超声空化-表面活性剂水溶法提取RDX/Al/AP/HTPB炸药中高氯酸铵(AP)的分离工艺,探讨了各工艺参数对AP提取率的影响。结果表明,表面活性剂浓度、提取时间和超声频率是影响AP提取率的主要因素,表面活性剂种类为次要因素,料液质量比和提取次数对AP提取率的影响很小。最佳工艺条件为:室温,提取时间40min,料液质量比1∶3,提取次数1次,超声功率3.0kW,表面活性剂为吐温80(质量分数2.0%)。     

二茂铁及其衍生物对高氯酸铵的燃烧催化作用

本文用“固体推进剂线扫描燃速实时测定系统”,在2～25MPa之间研究了高氯酸铵(AP)的燃烧规律和二茂铁及其衍生物对高氯酸铵的燃烧催化作用。研究结果指出:用粉状AP压制的药柱烧燃时,在14～22MPa之间燃速随压力的升高而下降;在实验压力下,二茂铁及几种二茂铁衍生物对AP的燃烧都有很强的催化作用,其中二茂铁甲酸锌和二(1-二茂铁基-3-苯基-1,3-丙二酮)合铜能使AP的燃速随压力的升高而直线上升;乙酰基二茂铁、环戊酰基二茂铁、二茂铁甲酸和二茂铁甲酸铅使AP燃烧时,在一定的压力区,燃速随压力的升高而下降;二茂铁和二茂铁甲酸铜使AP在不同的压力区产生平台燃烧现象。     

破碎燃烧高能气体压裂装药损伤对DDT行为的影响

概述了以高氯酸铵为基的丁羟复合推进剂(CCCF复合推进剂)模拟损伤试验及损伤状态对其燃烧稳定性和燃烧转爆轰特性(DDT行为)的影响。分析了装药在不同损伤状态下的密闭爆发器实验结果。发现CCCF复合推进剂在无外部约束条件下意外点火，通常不产生DDT行为。但在油气井中可能产生DDT行为。     

RDX/Al/AP/HTPB炸药回收过程中AP提取工艺的响应面法优化

为了回收RDX/Al/AP/HTPB炸药中的高氯酸铵(AP),通过Design Expert 8.0软件进行了响应面实验设计,得出了该工艺的提取率模型,研究了提取时间、超声功率、表面活性剂质量分数等因素对AP提取过程的影响。分析数据得出AP提取工艺的最佳参数,并对其进行了实验验证。结果表明,二次回归模型的拟合方程为:Y=89.82+3.10A+2.65B+0.33C-0.25AB-0.45AC-0.15BC-0.06A2-1.31B2-0.26C2。各因素对提取率的影响程度由大到小为:提取时间、超声功率、表面活性剂质量分数。优化的工艺参数为:提取时间44 min,超声功率960W,表面活性剂质量分数1.7%,此时AP的提取率达90%以上。     

HTPB复合固体推进剂溶胀实验研究

比较了7种纯溶剂和5种混合溶剂对HTPB复合固体推进剂的溶胀效果,得到并分析了推进剂经各溶剂溶胀后的质量损失情况;利用扫描电子显微镜(SEM)对溶胀后的推进剂表面形貌进行观测,并利用傅里叶漫反射红外光谱(DRIFT)仪对纯AP以及经水/乙醚、水/丙酮溶胀回收的AP进行表征。实验结果显示:纯溶剂溶胀实验中,二氯甲烷、三氯甲烷的溶胀效果最明显,溶胀增长比达44.6%、50%,但质量损失比较小,仅为26.5%、28.8%;混合溶剂溶胀实验中,水/乙醚、水/丙酮的溶胀效果最显著,溶胀增长比分别为100.2%、41.2%,质量损失比分别为65.98%、66.34%;DRIFT检测结果显示,经水/乙醚、水/丙酮溶胀回收得到的AP的特征峰均没有发生变化,证明水/乙醚、水/丙酮体系均可用于废弃HTPB复合固体推进剂中AP组分的回收。