共晶理论与含能共晶材料研究进展

含能材料高能量与低感度的平衡是难以快速突破的科学难题,而含能共晶技术可以通过改变含能化合物的内部结构组成和结晶结构,进而改变含能材料的固态性质,实现能量和安全性的平衡,从而保障现代武器系统的高效毁伤与高安全性。在总结现有含能共晶材料相关研究的基础上,首先,从热力学过程和相互作用等角度揭示了共晶的形成,汇总了含能材料共晶的制备方法以及表征技术,并简要论述了制备方法及表征技术的优缺点。其次,归纳总结了CL-20、HMX、TNB系列共晶炸药与2种共晶组分之间密度、熔点、分解温度、感度和爆炸性能的关系,验证了含能共晶技术可有效平衡高能量与低感度的固有矛盾。最后,提出了建立完善的含能材料共晶形成原理及共晶含能材料的放大生产与应用是含能材料领域亟需解决的两大关键难题,并展望了未来含能共晶材料的研究应致力于含能共晶体系开拓、含能共晶技术优化和含能共晶系统机器学习。     

水解法测定发射药钝感剂浓度分布实验条件优化

对水解法测定发射药中钝感剂浓度分布实验条件进行了优化。结果表明,包覆材料选用氯丁橡胶胶粘剂效果最好;水解在沸碱液中进行时,残药表面光滑且能提高测试效率;残药干燥条件为:在100℃干燥20 m in。     

登月飞行系统的优化选择

本文对于常规运输登月飞行和携带推进剂进入火星转移轨道时使用月球燃料的意义进行了评估。并着重研究一种使用氢、氧推进剂,把货舱从低地轨道运至月球,或把推进剂从低地轨道或月球表面送至火星转移道的切入点的运输系统。本文对于飞行方案优化,运载工具质量敏感性,以及推进系统混合比特性进行了研究。基本的运输登月飞行应着重考虑:a)月球运输系统中在多大程度上使用月球燃料;b)将月球轨道作为运输中继站与直接着陆间差别;c)登月或离月时推进剂的最优混合比(即氧与氢的混合化)。文章还就改变质量对空中停车产生冲击的敏感性进行了研究。并比较研究了推进剂从低地轨道或月球表面运到对应的 TML 切入点所需的费用。     

硝化棉对硝酸铵的包覆工艺研究

提出了用硝化棉对硝酸铵表面进行包覆的新方法,对包覆工艺条件进行了研究,得到了最佳包覆工艺条件,对包覆条件的产品质量和钝感特性进行了测试,结果表明,产品包覆均匀,不易受潮结块,撞击感度进一步下降。最后对影响试验工艺条件的因素进行了探讨。     

纳米HMX/RDX机械共晶的制备及其性能

采用机械球磨法将HMX和RDX放在一起进行分析处理,制备出平均粒径为250.1 nm的HMX/RDX共晶炸药,并对其原料进行了表征和测试。结果表明:纳米HMX/RDX共晶微观形貌呈类球形,粒度呈正态分布;机械球磨作用并未改变炸药原有的分子结构和表面元素,但有新的晶相生成;纳米HMX/RDX共晶的热分解峰温介于原料HMX和RDX之间,分解主产物为N2O,另有少量CO2、NO2、NO、H2O、CH4生成;HMX/RDX机械共晶的撞击感度和摩擦感度比原料和共混物低,但热感度高于原料HMX和RDX,5s爆发点只有196.4℃。     

PNIMMO与典型固体推进剂组分表界面作用研究

为实现聚3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷(PNIMMO)在推进剂配方中的进一步应用,研究了PNIMMO与4种典型固体推进剂组分(RDX、HMX、AP及Al)之间的表界面作用。利用接触角测量仪测定了各组分与不同溶剂的接触角,进而得到了各组分的表面张力,在此基础上计算了PNIMMO与典型固体推进剂组分的界面张力和黏附功,并推测了其作用机理。结果表明：PNIMMO的表面张力较小,易于在推进剂组分表面铺展。PNIMMO与推进剂组分间的界面张力大小顺序为：γ_SL(PNIMMO-AP)>γ_SL(PNIMMO-Al)>γ_SL(PNIMMO-RDX)>γ_SL(PNIMMO-HMX)。PNIMMO与推进剂组分间的黏附功大小顺序为：W_a(PNIMMO-AP)>W_a(PNIMMO-RDX)>W_a(PNIMMO-HMX)>W_a(PNIMMO-Al)。PNIMMO与HMX粘结作用最强,与Al粘结作用最...     

海藻酸盐/HMX复合含能材料的制备及性能研究

为了研究不同海藻酸盐对HMX包覆效果及性能的影响,以海藻酸钠和HMX作为原料,分别使用氯化钙、氯化钡、氯化铜和氯化钴作为固化液,利用离子交联固化反应使用微胶囊造粒仪制备了4种含有不同金属离子的海藻酸盐/HMX复合含能材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和差示扫描量热仪测试样品的包覆效果和热性能分析,并对样品的机械感度进行测试。结果表明,海藻酸钡/HMX复合含能材料形状为颗粒均匀且包覆密实圆球形;4种海藻酸盐/HMX复合材料晶型未发生改变;使用海藻酸铜包覆的样品表观活化能较HMX降低了30.15 kJ/mol,使用海藻酸钙、海藻酸钡、海藻酸钴包覆的样品表观活化能较HMX均有所提升;与HMX相比,4种样品的机械感度均有降低,其中海藻酸钡/HMX复合含能材料摩擦压力提高了128 N,感度最低,降感效果最好。     

铅铜催化剂在低铝HTPE推进剂中的应用研究

研究了柠檬酸铅(PbCi)、2,4-二羟基苯甲酸铜(β-Cu)及其与炭黑(CB)的复合物对低铝HTPE推进剂主要组分、燃烧性能、工艺性能及力学性能的影响。结果表明,PbCi、β-Cu对低铝HTPE推进剂燃速表现出不同的催化效果。PbCi对5～11 MPa的燃速影响不明显,但能够提高11～19 MPa的燃速;β-Cu可有效提高5～19 MPa下的燃速。复合催化剂PbCi/CB对推进剂9～19 MPa下的燃速具有抑制作用,复合催化剂β-Cu/CB对燃速的影响与相同含量β-Cu相当。PbCi、β-Cu及其与CB的复合催化剂均能降低5～11 MPa的压强指数,提高11～19 MPa的压强指数。低铝HTPE推进剂药浆工艺性能不受PbCi、β-Cu及其CB复合催化剂的影响;PbCi可有效提高低铝HTPE在-40℃下的延伸率;β-Cu使推进剂20℃及50℃下的抗拉强度和延伸率大幅降低。     

复合推进剂中硝酸铵的改性研究

在分析硝酸铵的多晶现象和吸湿特性的基础上 ,探讨了硝酸铵的改性技术。采用热分析法研究了无机添加剂对硝酸铵晶型转变的影响 ,并用高分子表面处理剂对硝酸铵进行表面处理。结果表明 ,这种方法可以有效地改善硝酸铵的晶体结构和吸湿特性 ,为硝酸铵在复合推进剂中的应用提供了实验和理论依据。     

喷雾干燥法制备HMX基含铝炸药的工艺优化

以丙酮为溶剂,氟橡胶F2602为粘结剂,采取喷雾干燥工艺技术制备了HMX基含铝炸药,研究了入口温度、进料速率以及氮气流量等条件对其性能的影响规律。使用SEM观察了制得HMX基含铝炸药复合微粒样品的形貌特征,利用XPS测试了原料HMX及复合微粒样品表面元素含量和包覆效果,并用撞击感度测试仪测得了原料HMX及复合微粒样品的撞击感度。结果表明,喷雾干燥法制备HMX基含铝炸药的最优工艺条件参数为：入口温度70℃,进料速率4.5 mL·min^-1,氮气流量473 L·h^-1。此时所制得复合微粒样品大小均匀,球形程度高,表面光滑平整,缺陷较少,同时其表面粘结剂氟橡胶F2602含量最高,纳米铝粉含量最低,包覆度高达84.85%,包覆效果较好。与原料HMX相比,其撞击能量升高了7 J,撞击感度显著降低,安全性能得到明显提高。     

材料性能对固体发动机结构完整性的影响

基于描述粘弹性材料特性的Burgers模型的本构关系以及基于该本构关系下的有限元方法 ,根据温度载荷和内压载荷的特点 ,分别建立了分析某固体发动机材料性能参数对结构完整性影响的有限元模型。应用MSC/NAS TRAN结构分析软件 ,详细分析了在温度和内压载荷作用下固体发动机材料性能参数对结构完整性的影响。在温度载荷的作用下 ,主要影响结构完整性的是推进剂的泊松比与热膨胀系数 ;在内压载荷作用下 ,主要影响结构完整性的是包覆层和推进剂的泊松比以及推进剂的初始模量。所得的结论可为固体发动机的生产设计提供参考     

定应变作用下NEPE推进剂老化特性及寿命预估研究

为考察定应变作用下NEPE推进剂的老化特性,研究了20%定应变作用下NEPE推进剂贮存老化过程中力学性能、凝胶性能和界面性能的变化.研究结果表明:定应变作用下NEPE推进剂在贮存老化过程中最大抗拉强度降低,最大延伸率变化较小,其老化失效主要表现为强度的失效;定应变下NEPE推进剂的凝胶百分数和粘附功随老化时间的延长而降低,NEPE推进剂粘合剂基体的降解断裂和界面的"脱湿"是其主要的老化机理;定应变下NEPE推进剂的力学性能与细观性能的相关性研究表明,最大抗拉强度与凝胶百分数和粘附功存在相关关系,计算了其关系式,建立了由细观性能评估推进剂宏观力学性能的方法;选择最大抗拉强度下降30%时失效,20%定应变下NEPE推进剂的贮存寿命为8.3年.     

长期贮存的固体发动机药柱脱粘界面裂纹分析

为了分析长期贮存的固体导弹发动机药柱脱粘层界面裂纹在燃气内压和轴向过载联合作用下的扩展情况,建立了发动机药柱在包覆层与推进剂之间脱粘的三维有限元计算模型,并于脱粘界面的裂纹尖端设置三维奇异裂纹元,模拟脱粘界面裂纹扩展。在包覆层与推进剂之间设置不同深度脱粘,计算了在燃气内压和轴向过载联合作用下不同贮存期、不同深度的界面裂纹尖端的应力强度因子,得到了界面裂纹应力强度因子随贮存时间、脱粘深度的变化规律,对长期贮存的固体发动机脱粘界面裂纹的扩展进行了分析。     

固体推进剂的粘弹性损伤分析及有关理论探讨(中文摘要)

作为一种燃料,复合固体推进剂(以下简称推进剂)为火箭提供巨大的动力。由推进剂制成的药柱必须有足够的强度和耐久性,以防止在貯存、运输及运行过程中发生破损。因此,在药柱的研制、设计中需要了解和掌握推进剂的力学性能,进行各种工况下药柱的结构完整性分析以及作必要的强度、刚度或稳定性计算和寿命预测。推进剂材料是由高分子基体和固体颗粒(含量86～90%)混合而成,其力学性能依赖于时间、温度及加载和变形历史。在变形过程中还件随有微孔穴、微裂纹的萌生、演变、聚结以及分子链、键断裂等损伤现象,其宏观表象相当复杂。对这类材料的力学性     

固体推进剂燃烧转爆轰研究通过鉴定

固体推进剂燃烧转爆轰研究于1986年9月25日在国防科技大学通过鉴定。现代固体火箭发动机装药量很大,发动机尺寸达数米;推进剂的能量也愈来愈高,有些推进剂中还加有高能炸药。人们担心,在推进剂生产、贮存和导弹使用中是否会出现燃烧向爆轰转变的灾难性后果?如何控制和避免这种现象?必须从实验和理论上进行研究。因此,该课题是固体推进剂技术与强动载荷技术领域中一项重要的研究课题。     

《黄丹》和《工业沉淀碳酸钙》2项标准应予修订

氧化铅(工业名为黄丹)作为推进剂中常见的燃烧催化剂,对提高与保证双基系固体推进剂的燃烧性能与弹道性能具有举足轻重的作用。而起燃烧稳定作用的碳酸钙则保证了火箭(导弹)飞行中的正常燃烧。由于这2种化工原料的这一重要性,因而在推进剂生产中无可置疑地被列为关键(重要)原材料。在投入生产前,它们必须经过严格的检验。而检验的依据就是GB 3677-83(89)《黄丹》和行业标准HG 2226-91《工业沉淀碳酸钙》,其     

聚氨酯型复合推进剂的性能研究

本文研究聚氨酯型复合推进剂的力学性能和燃烧性能,给出了提高推进剂力学性能的有效途径,测试了推进剂燃烧性能的基本特征参数,采用光电子能谱(ESCA)对这种复合推进剂的界面作用机理进行了微观探讨.     

NOFBX推进剂技术的发展概况

氧化亚氮基单组元复合物(nitrous oxide fuel blend, NOFBX)推进剂具有绿色无毒、能量高、可深度节流以及自增压等优点,是一种有前途的新型推进剂。总结了NOFBX推进剂相较于传统推进剂的优势和不足,介绍了国内外在NOFBX推进剂研制、不同量级的发动机设计、发动机热试车、防回火研究和冷却研究等方面的发展现状,提出了NOFBX推进剂发展的关键问题。     

新型飞行模拟器六自由运动系统结构研究

新型大负载飞行模拟器六自由度运动系统是根据大型飞机飞行模拟器的特点,结合传统Stewart六自由度运动系统结构,提出的一种由气动单元提供支撑力、驱动单元提供驱动力的新型六自由度运动系统。它能在有效地提高运动系统承载能力的同时降低驱动单元的负载,使系统安全性得到了大幅度提高,为满足大型飞机飞行模拟器六自由运动系统要求提供了一条新的技术实现途径。在ADAMS平台上建立新型电动六自由度运动系统虚拟样机,结合飞行模拟器系统要求,通过对系统进行动态仿真、自由度分析、结构运动学和动力学分析。得到各驱动单元、气支撑单元以及各铰链在不同运动状态下的驱动力、行程范围、运动速度等特性曲线,为整个运动系统的设计与制造提供依据。     

先进的低特征信号推进剂研制

为了进一步提高导弹的突防能力和生存能力 ,扼要概括了国外战术导弹用低特征信号推进剂的现状 ;重点介绍了航天系统研制的几种不同能量梯次的低特征信号推进剂