摘要:

摘要:为研究铝粉粒度和含量对NEPE推进剂燃烧产物颗粒阻尼的影响, 采用密闭弹燃烧法收集了NEPE推进剂的凝相燃烧产物并开展粒度分析, 根据Culick线性颗粒阻尼理论计算了燃烧产物对声不稳定燃烧的颗粒阻尼。结果表明, 铝粉的粒度和含量均显著影响NEPE推进剂燃烧产物对声不稳定燃烧的颗粒阻尼, 主要是由于铝粉粒度和含量影响了凝相燃烧产物的粒度分布。对一定频率声不稳定燃烧, 凝相燃烧产物中粒径处于[1/2D_opt, 2D_opt]( D_opt为最佳颗粒粒径)区间的颗粒质量分数越高, 燃烧产物的颗粒阻尼效率系数越大, 产生的颗粒阻尼越大。燃烧产物中凝相燃烧产物的质量分数是决定颗粒阻尼大小的因素之一, 与推进剂中铝粉含量呈正相关。

摘要:采用长焦显微高速摄影技术和滴落法实验装置测试8种新合成的含[BH₃(CN)BH₂(CN)]^-阴离子的离子液体(I.L.1～I.L.8)分别与白烟硝酸和红烟硝酸的反应。结果表明:每次实验均获得稳定的自着火反应, 并且观察到两种不同的火焰发展过程。I.L.8与白烟硝酸接触后发生微爆, 短时间内出现自着火; 而I.L.8与红烟硝酸接触后发生二次液滴飞溅, 由于莱顿弗罗斯特效应的影响, 反应后的泡沫状液滴反弹并出现短促燃烧反应, 较长时间后发生自着火。对于杂环核心相同的离子液体, 侧链上含有烯丙基的离子液体点火延迟时间最短, 其次是含有乙基的离子液体, 而含有丁基的离子液体与白烟硝酸反应的点火延迟时间最长; 对于侧链相同的离子液体, 含有吡啶杂环的离子液体点火延迟时间最长, 其次是含有咪唑杂环的离子液体, 而含有四氢吡咯的离子液体与白烟硝酸反应的点火延迟时间最长。生成焓越高的离子液体, 点火延迟时间越短。

摘要:为了研究聚醚聚三唑(PTPET)与聚醚聚氨酯(PET)弹性体的热降解机理, 采用热失重(TG)、红外(FTIR)和TG-FTIR联用方法对PTPET和PET弹性体的热降解动力学、气相和凝聚相产物进行了分析。结果表明, PET弹性体热降解分为两阶段, 275～350 ℃部分为第一阶段, 高于350 ℃部分为第二阶段。PTPET弹性体的热降解只有一个阶段, 起始降解温度为341 ℃。PTPET弹性体的起始热降解温度明显高于PET弹性体。采用动力学分析方法得到PET和PTPET弹性体的热降解活化能随转化率的变化规律, PTPET弹性体的热降解活化能均值约290 kJ·mol^-1, PET热降解活化能的最高值约150 kJ·mol^-1。PET弹性体的热降解始于氨基甲酸酯键的断裂。PTPET弹性体的三唑环的降解始于C—N键的断裂, 其热稳定性优于氨基甲酸酯键。

摘要:为明确3, 3－双(叠氮甲基)氧丁环－四氢呋喃共聚醚(PBT)粘合剂与常用固化剂的反应过程, 利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱法研究了PBT/多异氰酸酯(N100)、PBT/甲苯二异氰酸酯(TDI)和PBT/TDI/N100体系, 50～80 ℃、TPB催化下的固化反应动力学。结果表明: PBT/N100在整个固化过程中遵循二级反应动力学规律, 表观活化能63.10 kJ·mol^-1, 指前因子A=1.63×10⁷ h^-1。含有TDI的体系的固化过程均分为两段, 但分段机理不同。PBT/TDI体系整个固化反应遵循二级反应动力学规律, 但由于TDI上不同位置—NCO活性的差异, 以转化率60%为界线分为两个阶段, 转化率小于60%为第一阶段, 转化率大于60%为第二阶段, 相同温度下, 第一阶段的反应速率明显高于第二阶段, 两阶段的表观活化能分别为54.71 kJ·mol^-1和56.50 kJ·mol^-1, 指前因子分别为4.38×10⁷ h^-1和1.24×10⁷ h^-1。PBT/TDI/N100体系反应由于TDI和N100上—NCO活性的差异也分为两个阶段, 转化率小于65%主要发生TDI扩链, 表现为二级反应动力学, 表观活化能为71.17 kJ·mol^-1, 指前因子A=4.58×10⁸h^-1; 转化率大于65%主要发生N100交联, 反应速率受扩散控制。TDI/N100复配时, 指前因子较单一N100体系和单一TDI前后两阶段分别扩大了28, 10, 37倍, 表明固化剂复配后反应活性位点增加。

摘要:以自制的1, 4-二氨基-3, 6-二硝基吡唑[4, 3-c]并吡唑(DADNP)为原料, 经硝化反应合成了1, 4-二硝胺基-3, 6-二硝基吡唑[4, 3-c]并吡唑(DNANP), DNANP与有机胺经中和、复分解等反应制备了12种有机含能盐, 采用红外光谱、¹H NMR、¹³C NMR、元素分析及质谱等方法表征了目标物的结构; 获得了DNANP·CH₃COOH的单晶并进行了晶体结构解析; 采用DSC分析了DNANP及其含能盐的热性能。采用Gaussian 09程序的CBS-4M方法和Kamlet-Jacobs爆轰方程预估了目标化合物的爆轰性能。结果表明, DNANP及其12种含能盐的热分解峰温度分别为133.28, 176.66, 178.45, 155.52, 156.90, 144.78, 160.86, 155.60, 159.05, 198.90, 158.10, 173.06 ℃和157.41 ℃; 其密度介于1.71～1.92 g·cm^-3, 爆速介于7.690～9.463 km·s^-1, 爆压介于25.9～41.8 GPa, 表明, DNANP及其有机含能盐是一类性能较好的高能量密度材料。

摘要:以间二硝基苯(DNB)为原料, 经硝化、还原、Henry反应、缩合合成了3, 5, 7-三硝基-1-氮杂金刚烷, 总收率为21.5%。采用熔点测定、IR、NMR对中间体及目标化合物进行了结构表征。研究了硝酸与硫酸摩尔比、混酸用量、加料方式对硝化反应收率的影响。分别采用“分步法”和“一锅法”合成了中间体1, 3, 5-三羟甲基-1, 3, 5-三硝基环己烷, 并通过提高反应温度缩短了Henry反应时间。研究了酸和碱对缩合反应的影响, 并改进了反应工艺。利用热重分析(TG)和差示扫描量热法(DSC)研究了目标化合物的热性能。结果表明, 硝化反应的最佳工艺条件为n(HNO₃): n(H₂SO₄)=1: 1.5, m(混酸): m(DNB)=23, 加料方式为先加三分之二的混酸, 24 h后再补加三分之一, 硝化反应收率达70.7%;提高反应温度后Henry反应的时间缩短12 h, “分步法”的总收率为61.8%, “一锅法”的总收率为83.5%;改进后的缩合反应时间缩短至3天, 简化后处理方法依次为过滤、脱色、重结晶, 酸和碱都会降低缩合反应的收率; 3, 5, 7-三硝基-1-氮杂金刚烷从225 ℃左右开始分解, 热分解峰温为331℃, 表明其热稳定性较好。

摘要:为了研究环境温度对铝-聚四氟乙烯(Al-PTFE)反应材料准静态压缩力学性能及反应特性的影响, 采用冷压和烧结工艺, 制备了尺寸Φ 10 mm×10 mm的Al-PTFE试件(Al与PTFE的质量比为: 26.5:73.5)。利用CMT5105微机控制电子万能试验机对不同温度下的试件进行了准静态压缩, 得到了材料在相应温度下的应力应变曲线。结果表明, 材料的力学性能及反应特性均受环境温度的影响。温度较低时(-18，0，16 ℃), 材料偏脆性, 屈服强度高于28.31 MPa, 失效应变为1.31~1.49, 试件呈剪切破坏; 随着环境温度的提高(22，35，80 ℃), 材料延性增强, 屈服强度低于20.26 MPa, 而失效应变提升至1.84~2.08。形变能力的提升使得试件失效时其吸收的能量沿着横向拉伸应力形成的张开型裂纹瞬间释放, 引发试件剧烈反应。

摘要:为研究铝/三氧化二铁/聚四氟乙烯(Al/Fe₂O₃/PTFE)材料在准静态压缩情况下的力学性能和落锤冲击条件下的反应特性, 在Al/Fe₂O₃基础上加入不同体积分数的PTFE作为粘合剂, 制备了多功能结构性Al/Fe₂O₃/PTFE含能材料, 并用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对材料进行了表征。结果表明, 在准静态压缩条件下, 随着PTFE含量的增加, 材料的压缩强度、应变硬化模量、屈服强度、密度以及最大真实应变逐渐增大。当PTFE体积分数由40%增加到80%时, 复合材料的强度由16 MPa逐渐上升到87 MPa。在落锤冲击条件下, PTFE体积分数为40%和60%的Al/Fe₂O₃/PTFE复合材料均能在落锤冲击下发生剧烈爆炸和燃烧, 而加入80% PTFE的复合材料在高速摄影下也仅观察到微弱的火星, 反应十分微弱。随着PTFE的增加, 复合材料的感度逐渐降低, 特性落高分别为55, 58 cm和85 cm, 发火延时分别为50, 100 μs和200 μs。40% PTFE含量的Al/Fe₂O₃/PTFE复合材料落锤冲击后产物为AlF₃、Al₂O₃、FeF₂和炭黑, 证实了铝热反应的发生, FeF₂不是PTFE与Fe₂O₃反应的产物, 而是由铝热反应产生的Fe与PTFE分解产物之间的化学反应产生的。

摘要:为了评价造型粉的可压性, 以便经济高效地确定压制参数, 开展了造型粉加载过程中的密度演化规律研究。首先以两种TATB基的PBX-A和PBX-B造型粉为研究对象, 基于获得的三种压力下的常温载荷-位移数据, 转换获取各自的压力-密度曲线; 然后采用粉末冶金中的Kawakita方程和Gerdemann-Jablonski方程来分别构建两种造型粉的加载曲线方程; 最后对两种方程的描述精度进行评估, 分析其用于描述PBX造型粉压制过程中密度演化规律的适应性。结果表明, Kawakita方程和Gerdemann-Jablonski方程都可以高精度地描述PBX-A和PBX-B造型粉加载过程中的密度演化特性, 但相比之下, Gerdemann-Jablonski方程优于Kawakita方程, 二者对PBX-A造型粉拟合的平均相对误差为1.23%和1.79%, 对PBX-B造型粉拟合的平均相对误差为0.95%和1.57%。Gerdemann-Jablonski方程不仅描述精度比Kawakita方程更高, 而且方程参数还能反映出成型过程中的造型粉流动、重排和变形等特征。

摘要:为提高高聚物粘结炸药(PBX)蠕变行为研究的实验效率以便进一步研究其长期服役性能, 探索分析了陈氏法在PBX蠕变特性研究中的适用性。采用陈氏梯级加载法和常规加载法分别对某TATB基PBX材料进行了应力水平为5.5, 11, 16.5, 22 MPa的单轴压缩蠕变实验。采用陈氏数据处理法处理了梯级加载蠕变实验结果, 得到了分别加载下的蠕变曲线, 并与常规加载法得到的蠕变曲线进行了对比。结果表明, 5.5 MPa和11 MPa应力水平下两种方法得到的蠕变曲线是重合的, 但陈氏方法得到的蠕变曲线低于16.5 MPa和22 MPa应力水平下用常规方法得到的蠕变曲线, 这表明陈氏方法可在低应力水平下很好地应用于材料的蠕变实验研究, 可应用于长期服役性能的进一步研究, 在高应力水平下, 观察到了明显的蠕变硬化效果, 陈氏法所得蠕变曲线只有在蠕变变形阶段与真实常见蠕变一致, 而在瞬态弹性变形阶段发生折减。

摘要:采用两种不同含铝量的3, 4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)基炸药制备了一种同轴双元组合装药, 其内层装药的含铝量为20%, 外层装药的含铝量为5%, 通过高速扫描法研究了该组合装药的爆轰波形特征; 采用含铝量为12.5%的DNTF基炸药制备了同尺寸的单一装药, 并通过圆筒实验, 对比了组合装药与单一装药驱动性能的差异。结果表明, 外层装药爆速较高时, 内层装药的爆轰波形将产生汇聚效应, 同时也加剧了外层装药的侧向干扰, 使其波形呈现明显的散心特征; 该组合装药的复杂波形不仅影响内外层装药的爆轰反应区宽度, 还使圆筒比动能及爆轰产物压力在初期均明显低于单一装药; 随着爆轰产物的膨胀, 组合装药与单一装药的圆筒比动能逐渐接近, 且爆轰产物相对比容增至2.69后, 组合装药爆轰产物的压力便明显超过单一装药。

摘要:为了定量判定工业炸药的临界直径和临界厚度, 自行研制了一种可连续测量爆轰波和冲击波速度的电阻丝探针, 并以粉状铵油炸药(ANFO)为测试对象, 设计了无约束锥形和半约束楔形两种装药形式, 利用单发实验便可分别测得粉状ANFO炸药在两种约束条件下的爆速变化曲线, 从而计算出相应的临界直径和临界厚度。结果表明:粉状ANFO炸药的临界直径随炸药密度的增大而增大; 所测炸药在0.67 g·cm^-3密度下无约束条件时的平均临界直径为16.75 mm, 底部钢板约束时的平均临界厚度为7.06 mm, 两者的比值为2.37。

摘要:针对工业部门目前采用空气炮动态模拟方法进行末制导炮弹待发程控装置作用可靠性试验成本高、样本量少、置信度低的问题, 基于电参数检测要求和试验对象结构特点提出了一种新颖的检测试验方法, 即对待发程控装置进行结构改装实现了实验室内手动解除其后坐保险并完成相关电参数检测。进行了俄制与国产两种共计95发末制导炮弹待发程控装置的作用可靠性试验, 采集到了符合要求的脉冲发生器电脉冲信号, 分析了影响试验结果的因素并提出了解决措施。结果表明, 人工启动孔的密封性是影响待发程控装置作用可靠性的重要因素, 引信启动后需利用特制木塞将其可靠密封防止火焰能量泄露。试验证明了该方法的可行性与经济性, 此方法可扩展应用于某型炮射导弹弹托感应器电参数的检测。

摘要:以氯代乙酸乙酯为原料, 经叠氮化、水解、酯化等反应合成了新型含能增塑剂1, 3-二叠氮基-2-叠氮乙酸丙酯(PCPAA)。采用红外光谱、核磁共振及元素分析对其结构进行了鉴定。优化了酯化反应条件。研究了影响酯化反应收率的因素, 包括1, 3-二叠氮丙醇/叠氮乙酸(DAG/AAE)摩尔比、催化剂和反应时间。采用DSC和感度测试仪测定了PCPAA的热性能, 冲击感度和摩擦感度。结果表明, 在确定的最佳酯化反应条件(酯化反应:DAG/AAE摩尔比为1.4, 催化剂为硫酸, 反应时间为9 h下, 收率为71.4%, 纯度为99.1%。对PCPAA, ρ= 1.32 g·cm^-3, 玻璃化温度T_g(DSC)＜-80 ℃、分解峰温T_p(DSC)=240.7 ℃, 摩擦感度为0%, 撞击感度为37.2cm。

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