CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS
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  • 2019年第27卷第9期文章目次
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    • 阵列爆炸——一种常规高效毁伤技术

      2019, 27(9):717-719. DOI: 10.11943/CJEM2019098

      摘要 (1244) HTML (1014) PDF 928.01 K (3614) 评论 (0) 收藏

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    • >固体推进剂
    • Al-FeF3复合燃料的制备及应用性能

      2019, 27(9):720-728. DOI: 10.11943/CJEM2018362

      摘要 (1106) HTML (1747) PDF 0.00 Byte (1892) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对固体推进剂在改进铝粉燃烧性能方面的迫切需要,以铝粉为基材,FeF3作为添加剂,采用高能球磨法制备Al-FeF3复合燃料。通过研究粉末配比、球磨参数等对铝基复合燃料组织、结构以及热性能等的影响,优化制备工艺,获得平均粒径为微米级的铝基复合燃料。热重-差示扫描量热联用技术(TG-DSC)表明,Al-FeF3复合燃料在氧化过程中,可以实现较低温度下(600~1400 ℃)的快速氧化。端燃75发动机试车表明,使用Al-FeF3复合燃料全部取代普通球形铝粉后发动机壳体内部无较大铝粉熔融残渣,残渣率从6.151%下降到4.215%。结果表明,Al-FeF3复合燃料有助于解决Al粉在推进剂中不完全燃烧的问题,在降低燃烧残渣率,减少发动机两相流损失方面有着潜在应用价值。

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    • 纳米镍粉对改性双基推进剂综合性能的影响

      2019, 27(9):729-734. DOI: 10.11943/CJEM2018351

      摘要 (938) HTML (515) PDF 0.00 Byte (1413) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究纳米镍粉(nano-Ni)对含铝改性双基(Al-CMDB)推进剂以及含黑索今和铝粉的改性双基(RDX/Al-CMDB)推进剂综合性能的影响,采用吸收-沟槽压延-螺旋压伸法制备了推进剂药柱,测试了nano-Ni对推进剂热安定性能、机械感度、力学性能、能量性能、发动机内弹道性能、室温条件下长贮燃速变化的影响。结果表明,nano-Ni对Al-CMDB推进剂和RDX/Al-CMDB推进剂的热安定性能、机械感度、力学性能、能量性能、长贮条件下燃速变化影响不明显。但是nano-Ni可显著改善Al-CMDB推进剂和RDX/Al-CMDB推进剂的燃烧性能。nano-Ni使Al-CMDB推进剂9.81 MPa燃速从28.32 mm·s-1增加到35.94 mm·s-1,12~22 MPa的压强指数从0.26降低至0.12,nano-Ni使RDX/Al-CMDB推进剂9.81 MPa燃速达到36.63 mm·s-1,16~22 MPa高低常温均出现负压强指数,Φ130 mm发动机-40 ℃比冲达到241.1 s,50 ℃比冲达到246.9 s。

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    • HTPE推进剂烤燃试验尺寸效应及数值模拟

      2019, 27(9):735-742. DOI: 10.11943/CJEM2019003

      摘要 (1140) HTML (2243) PDF 0.00 Byte (2095) 评论 (0) 收藏

      摘要:以端羟基聚醚(HTPE)推进剂为研究对象,对不同尺寸的试验件开展了慢速烤燃和快速烤燃试验。利用Fluent软件对上述慢烤和快烤试验进行了模拟,分析了试验件响应时内部温度的分布情况。结果表明,各试验件慢烤试验响应温度无显著差异,但响应剧烈程度明显不同。小、中、大型试验件的响应温度分别为134.9,136.4,140.1 ℃,响应等级分别为燃烧、爆炸和爆轰。快烤试验均呈现出较为温和的响应结果,小、中、大型试验件的响应等级分别为燃烧、燃烧和爆燃。数值模拟表明,三种尺寸试验件慢烤试验的着火点位置略有差异,小型试验件着火点位于药柱中心点处,中型和大型试验件着火点分别位于其内孔壁喇叭孔上方和翼形孔上方。小型和中型试验件快烤试验的着火点位于其药柱和端盖夹角的环形区域,而大型试验件快烤试验在其壳体中段多处同时发生点火。固体发动机烤燃特性的试验研究中,对小型模拟试验件的合理化设计必须充分考虑药柱结构及尺寸大小对传热机制的影响。

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    • HAN基电控固体推进剂的热分解和电导率特性

      2019, 27(9):743-748. DOI: 10.11943/CJEM2019054

      摘要 (1111) HTML (649) PDF 0.00 Byte (1602) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示硝酸羟胺(HAN)基电控固体推进剂(ECSP)可靠点火和燃烧调控机理,采用热重-差示扫描量热-质谱(TG-DSC-MS)联用技术和阻抗-频率扫描方法分别研究了ECSP的热分解行为、热分解产物以及压力与温度对电导率的影响。结果表明:与纯HAN溶液相比,ECSP的热稳定性提高,初始分解温度提高11 ℃,高温放热峰峰温后移24 ℃,热分解历程变长。结合ECSP的热分解行为与产物质谱曲线,发现HAN基ECSP的热分解历程主要分为三步:HAN发生热分解反应;HAN的热分解产物和未分解的HAN与聚乙烯醇(PVA)发生相互作用;ECSP中剩余其他组分发生热分解。ECSP的电导率在低频率范围(0~1000 Hz)内急剧增加,但随着频率的增加,在高频率范围(大于1000 Hz)内趋于恒定。随着压强和温度的增加,ECSP的电导率增加。当温度增加到150 ℃时,ECSP在高频率范围的电导率与125 ℃时相比降低2.92%。

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    • 石墨烯基联四唑含能配位聚合物的制备、表征及催化活性

      2019, 27(9):749-758. DOI: 10.11943/CJEM2019126

      摘要 (1102) HTML (1380) PDF 0.00 Byte (1663) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用溶剂热法制备了一系列新型石墨烯基联四唑钝感含能配位聚合物,该含能配位聚合物以钴和镍两种金属离子为典型配位中心,氧化石墨烯(GO)为结晶掺杂物,配体选用1,1"-二羟基-5,5"-联四唑(DHBT)和5,5"-联四唑(H2BT)。通过调节合成工艺参数,成功制备出GO-Co-DBT、GO-Co-BT、GO-Ni-DBT、α-GO-Ni-BT与β-GO-Ni-BT五种含能催化剂。采用粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)/能谱(EDS)和差热扫描量热仪(DSC)-热重分析仪TG等技术对这五种含能催化剂形貌结构进行了表征,并采用DSC-TG研究了GO-Co-DBT、GO-Co-BT、GO-Ni-DBT、α-GO-Ni-BT对高氯酸铵(AP)和黑索今(RDX)催化热分解性能的影响。结果表明,石墨烯诱导联四唑配合物结晶可减少晶体缺陷,从而降低热点产生几率,提高热稳定性。其中,GO-Co-DBT、GO-Ni-DBT与GO-Ni-BT分解温度高于200 ℃。石墨烯基联四唑配合物含能催化剂对AP与RDX的热分解反应具有显著的催化作用,通过转移O元素与NH4+反应来提高生成NH3和H2O的反应深度,使AP两个放热峰重叠,总放热量增加,催化效应显著。AP的归一化放热量增至2757.0 J·g-1,转晶对应的吸热峰热值降低至23.2 J·g-1,RDX的归一化放热量提高至2898.0 J·g-1,相对于纯AP,RDX放热量提高50%以上,在保证催化效果的同时提高体系的热稳定性。

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    • 铝镁贫氧推进剂中铝颗粒团聚特性

      2019, 27(9):759-765. DOI: 10.11943/CJEM2018266

      摘要 (1101) HTML (694) PDF 2.05 M (1372) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究铝镁贫氧推进剂中铝颗粒燃烧的团聚行为和特性,采用扫描电子显微镜和光学可视化实验方法,对铝镁贫氧推进剂的燃烧过程、铝颗粒团聚产物的微观结构和粒径进行了研究,建立了铝团聚物尺寸预测模型并与实验数据进行了拟合。结果表明,在燃烧表面形成的铝液滴团聚物脱离燃烧表面后,会发生二次团聚。在1.0 MPa下,推进剂试件燃烧较充分,铝颗粒燃烧后为光滑的球状氧化铝颗粒,镁颗粒燃烧后为白色絮状;在0.2 MPa下,推进剂试件燃烧不充分,铝颗粒没有被完全氧化,表面较粗糙。随着燃烧室压强的升高,铝团聚物的体积平均粒径D(4,3)减小, 而表面积平均粒径D(3,2)增大,粒径分布趋向单峰化,说明随着压强的增加,D(4,3)和D(3,2)的值越接近,铝团聚物的形状越规则, 粒径分布越集中。团聚物粒径与燃烧速率成反比。

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    • >研究论文
    • ADN的溶解度、结晶介稳区及诱导期的测定

      2019, 27(9):766-772. DOI: 10.11943/CJEM2018267

      摘要 (1454) HTML (1259) PDF 0.00 Byte (1710) 评论 (0) 收藏

      摘要:溶解度、介稳区宽度及诱导期是二硝酰胺铵(ADN)结晶过程中的重要参数。采用动态法测定了ADN在正丁醇、异丙醇、水和异丙醇混合溶剂(体积比为1∶10和1∶6)中的溶解度,并分别采用Apelblat方程和λh方程对溶解度数据进行了拟合。研究了搅拌速度、降温速率对ADN在正丁醇、异丙醇中介稳区宽度以及不同过饱和度对诱导期的影响。结果显示,Apelblat方程和λh方程都能对ADN溶解度很好地拟合;结晶介稳区的宽度随降温速率的降低、搅拌速度的增加而变窄;随着过饱和度的增大,结晶诱导期变短。应用自洽Nývlt型方程和3D成核理论,结合实验介稳区宽度与诱导期数据,计算的成核级数m约为4,ADN在正丁醇和异丙醇中的固-液界面张力分别为0.235,0.191 mJ·m-2(均相成核),0.070,0.067 mJ·m-2(非均相成核)。

    • 短切碳纤维爆炸分散特征及云团参数变化规律实验研究

      2019, 27(9):773-778. DOI: 10.11943/CJEM2018365

      摘要 (1014) HTML (571) PDF 0.00 Byte (6469) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对短切碳纤维爆炸分散过程设计了实验平台,根据爆炸分散不同时期的特点及要求,利用两台高速摄像机同时拍摄,分别以5万帧/s和2000帧/s的帧率记录了壳体破裂过程和云团宏观膨胀过程。通过对爆炸分散全过程序列图像的测量分析,获得了壳体破裂、云团分散成形特征,建立了爆炸分散云团直径、高度和膨胀速度随时间变化曲线。四种相似结构弹体在相同装填参数条件下爆炸分散的高速摄像记录与分析表明,短切碳纤维爆炸分散过程主要经历了壳体破裂、射流喷出、云团膨胀和湍流混合四个阶段,且分散过程遵循相似的规律,初始云团直径分别与弹体直径、碳纤维装填量的3次方根呈线性关系,初始云团高度与弹体高度呈二次多项式关系。

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    • 一种无起爆药撞击火帽的输出特性

      2019, 27(9):779-785. DOI: 10.11943/CJEM2018333

      摘要 (884) HTML (588) PDF 0.00 Byte (1535) 评论 (0) 收藏

      摘要:用50%50 nm Ti和50% 5 μm KClO4组成的非起爆药装药设计了一种无起爆药撞击火帽。采用模拟实验和高速摄影技术对该种无起爆药撞击火帽的输出特性进行了研究。实验结果显示,当Φ1.0 mm的击针撞击火帽时,其火帽中药剂的反应形式为缓慢燃烧;当Φ1.7 mm的击针撞击火帽时,火帽中药剂的反应形式为爆燃;当Φ3.0 mm的击针撞击火帽时,火帽中药剂的反应形式为爆炸。当以缓慢燃烧形式反应时,火帽输出的火焰强度很弱,炽热残渣为0,50%,特性点火距离为0。当以爆燃形式反应时,火帽输出的火焰持续时间约为250 μs,炽热残渣为12.9 mg,50%特性点火距离为94 mm。当以爆炸形式反应时,火帽输出的火焰持续时间约为50 μs,炽热残渣为7.7 mg,50%特性点火距离为52 mm。而同配方系列中的含叠氮化铅、50 nm Ti和5 μm KClO4组成的起爆药装药撞击火帽,只有一种反应形式——爆炸,其火帽输出的火焰持续时间约为50 μs,炽热残渣为6.5 mg,50%特性点火距离为32 mm。无起爆药撞击火帽以爆燃形式发火时,其点火性能优于其同配方系列中的含起爆药撞击火帽。

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    • 定应变加速老化条件下HTPB衬层交联密度老化模型

      2019, 27(9):786-791. DOI: 10.11943/CJEM2018262

      摘要 (846) HTML (549) PDF 0.00 Byte (1374) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对定应变贮存老化条件下端羟基聚丁二烯(HTPB)衬层横向弛豫特性和交联密度的变化规律进行研究,设计了0%、5%、10%、15%定应变水平下HTPB衬层的加速老化试验,采用低场1H NMR CPMG序列对HTPB衬层的质子横向弛豫衰减曲线进行了测试,并根据修正的单链模型计算得到了HTPB衬层的交联密度,分析了交联密度的变化规律,同时建立了考虑物理拉伸和化学老化因素的交联密度老化模型,对老化模型参数的影响因素和变化规律进行了研究。结果表明,定应变贮存老化条件下HTPB衬层的交联密度呈现先增大后降低的趋势,定应变的存在会导致HTPB衬层的应力松弛时间增加,但是对HTPB衬层的老化反应速率常数没有显著的影响。建立的交联密度老化模型的具体形式为,该模型与试验结果的相关系数R>0.9500(5%定应变时相关系数R>0.9000),可以用来描述定应变条件下HTPB衬层交联密度的老化规律。

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    • 乳化炸药中空功能微囊的制备方法及性能表征

      2019, 27(9):792-800. DOI: 10.11943/CJEM2019039

      摘要 (1039) HTML (569) PDF 0.00 Byte (1470) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统乳化炸药在工程应用中存在的含能添加剂安全性问题和“压力减敏”问题,分别研制了乳化炸药中空含能微囊和中空耐压微囊。中空含能微囊将含能添加剂和敏化剂合二为一,中空耐压微囊具有“自敏化”和“化学敏化”功能。采用扫描电镜、光学显微镜和激光粒度分析仪,对制备的中空含能微囊和中空耐压微囊微观结构进行了表征,采用热分析实验、爆轰性能测试实验、相容性实验,对中空含能微囊敏化的乳化炸药热安全性、爆轰特性和储存稳定性进行了表征,利用光学显微镜对中空耐压微囊受压后,敏化气泡的再生现象进行了验证。实验结果表明,中空含能微囊和中空耐压微囊具有球形形貌且粒径分布均匀,中空含能微囊能够显著提高乳化炸药的爆炸威力且不影响其安全性和储存稳定性,其敏化乳化炸药的猛度为23.20 mm铅柱压缩量,爆速为4797 m·s-1;当外界压力将中空耐压微囊压垮时,微囊内外壳所含物质会发生反应并生成新的敏化气泡,为避免乳化炸药的压力减敏现象提供了双重保障。中空功能微囊结合了敏化剂和功能添加剂的双重特点,能够有效解决传统添加剂存在的问题。

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    • >研究快报
    • 3,5-双(二硝甲基)-1,2,4-三唑的双脒基脲盐的合成与性能(英)

      2019, 27(9):802-805. DOI: 10.11943/CJEM2019066

      摘要 (983) HTML (398) PDF 0.00 Byte (1552) 评论 (0) 收藏

      摘要:以3-偕二硝甲基-5-乙酸乙酯基-5,5-二硝基-1H-1,2,4-三唑为原料,通过硝化、水解和离子交换反应设计并合成了未见文献报道的新化合物3,5-双(二硝甲基)-1,2,4-三唑的双脒基脲盐(DMDNMT);采用红外光谱、1H NMR、13C NMR及元素分析等对中间体及最终产物进行了结构表征;对DMDNMT的密度和生成焓进行了理论计算,并利用EXPLO5 6.04软件对DMDNMT的爆轰性能进行了计算,其密度为1.81 g·cm-3,爆速为8624.8 m·s-1,爆压为29.2 GPa;利用DSC和TG-DTG验证了DMDNMT的热稳定性,DMDNMT的分解点为177.3 ℃。

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    • >读者·作者·编者
    • 2019年第9期封面

      2019, 27(9).

      摘要 (865) HTML (295) PDF 1.24 M (1469) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 2019年第9期目录

      2019, 27(9).

      摘要 (804) HTML (281) PDF 741.95 K (1357) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 2019年第9期图文摘要

      2019, 27(9):Ⅰ-Ⅴ.

      摘要 (768) HTML (262) PDF 1.04 M (1235) 评论 (0) 收藏

      摘要:

富氮杂环含能化合物的创制

年第卷第

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