纳米铝粉的固相化学还原法制备、表征及对ADN热分解性能的影响

以山梨糖醇酐三油酸酯(Span-85)作为过程控制剂,通过氢化铝锂还原无水氯化铝,采用高能机械球磨法制备了纳米铝粉(n-Al)。利用扫描电镜(SEM)、高分辨率透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪及X射线光电子能谱(XPS)仪对其形貌和结构进行了表征。用差示扫描量热仪(DSC)对ADN(二硝酰胺铵)、n-Al/ADN的热分解反应特性进行了研究。结果表明:纳米铝粉属立方晶系,表面包覆有无定型Al2O3氧化物及部分表面活性剂Span-85,同时制备的纳米铝粉试样中含少量Al Cl3·6H2O杂质;此方法制备的n-Al粒子对ADN液化温度几乎没有影响,但放热分解温度明显增大,且ADN分解由多重峰变为单一的尖峰。     

自催化反应速率方程的导出途径及其在含能材料热行为研究中的应用

提出了经验级数自催化反应速率方程和13个派生式的导出途径。导出了描述自催化反应速率曲线特性[αmax和(dα/dt)max]的方程和反应进度(α)随时间(t)和温度(T)变化的方程。编制了计算自催化反应动力学参数(E、A或E1、A1、E2、A2)、经验级数(m、n、p)和αmax、(dα/dt)max值的计算机程序。提出了描述六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)自催化分解反应的速率方程和硝化棉(NC)(12.82%、12.97%、13.54%、13.61%、13.86%、13.88%、14.14%N)自催化分解反应的动力学参数——催化系数Kcat、速率曲线特性参数和α随t变化的方程。     

Al/Cr2O3对硝化棉热分解过程的影响

为了探讨Al/Cr₂O₃纳米铝热剂对硝化棉(NC)热分解过程的影响，采用差示扫描量热法(DSC)及热重/红外联用技术(TG/DTG-FTIR)研究了单组分NC和Al/Cr₂O₃/NC复合物的热分解反应过程。运用Kissinger法、Starink法、Kissinger-迭代法和Ozawa-迭代法计算得到NC及Al/Cr₂O₃/NC的表观活化能。通过FWO法、KAS法和Friedman法得到NC和Al/Cr₂O₃/NC热分解过程的动力学参数，并引入修正后的?esták-Berggren经验方程对相应热分解反应动力学模型进行重建。结果表明，Al/Cr₂O₃纳米铝热剂可使NC热分解反应的表观活化能降低33.7kJ/mol,热点火温度降低3.5℃,热爆炸临界温度降低3.0℃。Al/Cr₂O₃/NC的热分解反应过程遵循n级动力学方程f(...     

固体推进剂用高活性纳米(非)金属粉的研究进展

详述了单一纳米(非)金属粉和纳米复合(非)金属粉在固体推进剂应用中的发展现状,重点介绍了纳米铝粉存在的问题及解决方法。概述了纳米铝热剂、纳米(非)金属粉/碳纳米管、纳米(非)金属粉/石墨烯等功能化纳米(非)金属粉在固体推进剂中的研究进展。分析了纳米(非)金属粉发展中的瓶颈,并指出了未来发展方向,为该领域科研人员进一步研究高活性纳米(非)金属粉提供相应的参考。     

模拟发射加速度载荷条件下管状推进剂装药的应变率研究

采用LS-DYNA软件建立了有限元模型,计算了模拟发射加速度条件下管状推进剂装药的应变及应变率;分析了10 000 g(g为重力加速度)条件下装药的结构响应,讨论了不同加速度载荷(5 000~15 000 g)、装药结构尺寸对最大等效应变和应变率的影响。结果表明,在装药承受加速度载荷过程中,最大等效应力和应变均发生在底部内孔附近;随着轴向加速度由5 000 g增加到15 000 g,等效应变-时间曲线和应变率-时间曲线变化趋势基本相同,最大应变率由13s-1线性增至35s-1,处于中等应变率范围;装药长度由120mm增至200mm时,最大等效应变和应变率分别增加了1.83%和2.63%。     

三唑含能离子盐在固体推进剂中的应用研究

运用差示扫描量热仪（DSC）评估了4种三唑含能离子盐与固体推进剂主要组分的相容性,研究了含不同三唑含能离子盐的聚叠氮缩水甘油醚（GAP）推进剂的燃烧性能。结果表明,三唑含能离子盐与固体推进剂的主要组分GAP和硝化棉相容,而1,2,4-三唑硝酸盐（1a）、1,2,3-三唑硝酸盐（1b）、3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑二硝酰胺盐（2b）与黑索今（RDX）及吸收药（硝化棉+硝化甘油）轻微敏感或敏感。含1,2,4-三唑硝酸盐（1a）的配方在12～16 MPa范围内具有较高的燃速,含1,2,3-三唑硝酸盐（1b）的配方在7～10 MPa范围内具有较高的燃速,3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑硝酸盐（2a）和3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑二硝酰胺盐（2b）可以明显地降低10～16 MPa范围内GAP推进剂的燃速压力指数。     

纳米铝粉表面包覆改性研究的最新进展

综述了固体推进剂用纳米铝粉的几种包覆改性方法,包括:碳包覆、金属包覆、氧化物包覆、聚合物包覆、有机酸包覆及推进剂组分包覆,评述了各种方法的优缺点,分析认为若在固体推进剂中应用,可重点发展碳包覆、金属包覆和推进剂组分包覆等方法。     

HNIW/GAP混合物燃速的实验研究与数值模拟

制备了HNIW/GAP二元混合物,在6～15MPa压强范围测试了其静态燃速,研究了HNIW含量和压强对混合物燃速的影响;分析了HNIW粒径与预热层厚度对HNIW/GAP混合物燃速的影响规律;基于Relay-Race模型对燃速进行了模拟;分析了燃速控制机理,并采用DSC对HNIW/GAP混合物进行了热分析研究。结果表明,Relay-Race模型可以预测HNIW低含量时的部分燃速,在6～9MPa下,混合物燃速随HNIW含量的增加而增大,在12～15MPa下,混合物燃速随HNIW含量增加先减小后增大;在压强低于约0.2MPa下,粒径62μm的HNIW颗粒低于预热层厚度,不经历自持燃烧,增大HNIW粒径可以促进混合物燃烧;在HNIW与GAP质量比为1∶1条件下,模拟的燃速增幅会随着粒径的增大而减小。当HNIW质量分数在0～30%时,混合物燃烧过程的反应控制区域由GAP转移至HNIW燃烧区域,从而导致燃速变化。     

高活性纳米金属铝的研究进展

综述了高活性金属粉,特别是高活性纳米铝粉的研究进展。详述了纳米铝粉的粒径对其熔点、表面氧化层厚度、氧化起始温度以及纳米铝粉的点火燃烧特性的影响,分析了高活性纳米金属铝目前存在的问题,指出了今后高活性纳米金属铝的研究方向。