B/KNO_(3)点火药装药的烤燃特性研究

为研究B/KNO_(3)点火药的热安全性,建立多点测温烤燃实验装置,对不同升温速率、不同装药密度条件下的B/KNO_(3)点火药装药进行多点测温烤燃实验,以获得点火药装药发生点火的准确时间与烤燃过程中不同监测点的温度历程。建立B/KNO_(3)点火药装药烤燃实验的数值计算模型并进行了数值模拟,计算中考虑了点火药的自热分解反应与相变吸热。通过与实验结果的对比,标定B/KNO_(3)点火药装药的热物性参数和反应动力学参数。研究结果表明:B/KNO_(3)点火药的指前因子为7.763×10^(13)s^(-1),活化能为2.0787×10^(5)J/mol;在点火药装药的烤燃过程中,随着升温速率的减小,点火延期时间逐渐增加,点火区域逐渐向中心移动,点火环境温度逐渐降低;在装药密度变化不太大的情况下,点火药的点火特征差别不大。

新型配合物点火药设计与表征

为探索新型点火药,以满足武器装备更高的需求,以3,5-二硝基苯甲酸根(DNBA)为阴离子,1-烯丙基咪唑(AIM)为配体,过渡金属Mn、Co、Cu为中心离子,合成了3种新型含能配合物燃料,对其晶体结构、热分解特性、燃烧热和机械感度进行了测试;基于此,设计并制备了3种点火药,对其燃烧热、线燃烧速率、输出压力、点火能力和感度进行了测试。结果表明:3种新型含能配合物燃料的热分解温度处于272.93~427.85℃范围,燃烧热处于16.69~18.91 kJ·g^(-1)范围,对机械刺激不敏感;3种点火药的燃烧热处于3.88~4.71 kJ·g^(-1)范围,线燃烧速率处于153.28~187.33 mm·s^(-1)范围,输出压力处于4.36~4.62 MPa范围,撞击感度处于28~32 J,摩擦感度处于216~252 N。

点火药的研究进展与展望

作为武器系统的重要组成部分,点火系统的性能直接影响到武器的发射效率和作战效果,因而点火药的性能尤为重要。以硼/硝酸钾为代表的非金属类点火药的研究已经较为深入,但该点火药面临着点火温度过高、硼粉老化及吸湿等问题。以金属粉作为可燃剂的金属类点火药具有高能量密度、良好的机械性能和独特的能量释放特性,但燃烧速率较慢。因此,研究人员进行了大量实验研究,制备出具有层状或核壳结构的反应材料,可以大大增加氧化剂和金属燃料之间的接触面积,并缩短传质距离,从而提高反应效率。近年来,含能配合物类点火药的研究成为本领域的研究热点,研究表明以含能配合物作为燃料,设计点火药配方,能够显著实现点火药的性能调控性能。

镁/聚四氟乙烯点火药研究进展

镁/聚四氟乙烯(Mg/PTFE)是一种高能点火药,因其能量密度大、燃烧温度高、点火能力强,在含能材料领域具有广阔的应用前景。综述了Mg/PTFE的研究进展,基于Mg/PTFE在点火、燃烧及红外辐射领域的应用,介绍了原料配比、粒径、装药密度、制备工艺、气氛环境等因素对药剂性能的影响,并讨论了药剂的燃烧机理。以药剂的性能提升为导向,详述了在基础配方Mg/PTFE中使用铝镁合金、添加无机非金属等材料对其性能的影响,并指出Mg/PTFE后续研究应该以新型配方探索、制备工艺优化以及燃烧机理的深入研究为主,以期为该药剂进一步发展提供参考。

壳体材料与厚度对点火药盒输出性能的影响研究

为了探究壳体材料及厚度对点火药盒输出性能的影响,采用模拟发动机对不同厚度赛璐珞和硝基软片壳体的点火药盒的点火压强峰值、延迟时间和最大压强进行了试验,并与理论计算结果进行了对比分析。结果表明:基于0.30mm赛璐珞壳体的点火药盒的发火过程较缓慢且存在能量积聚过程;将赛璐珞壳体厚度减薄至0.15mm或采用0.30mm硝基软片壳体,均可大幅度缩短点火药盒的延迟时间并提高延迟时间的一致性,但会引起点火压强峰值升高,因此,为避免损坏装药,应适当减少装药量;在研究火工装置的能量输出规律时,依据反应物的理论燃温推导得出的温度值与实际温度可能存在较大差异。

双氰胺对锆点火药燃速影响的实验研究

对双氰胺在 Zr/ Fe2 O3 烟火点火药中的燃烧速度调节作用进行了实验研究和理论分析 ,发现燃速随药剂中双氰胺的表面积浓度增加而降低 ,而与药剂中双氰胺粒子数浓度不具有普遍的一一对应关系 ,给出了调节作用较好的双氰胺粒度范围。

一种新型高能点火药的配方设计及性能

以铝粉、镁粉、硝酸钾和硫磺为主要成分,运用正交试验设计方法,组成16种点火药配方,并通过使用R ea l软件,模拟计算出各种点火药的能量参数;根据计算结果,确定点火药配方中A l和M g的含量范围,优选出最佳点火药配方。按照最佳配方制成点火药饼,用B ruceton升降法测定其点火效率,并在同等条件下与黑火药的点火效率进行比较。试验结果表明,该点火药的点火性能优于黑火药,能可靠点燃试验中的铝热剂。

KNO_3/C_6H_5NO_3/NC点火药研究

运用最小自由能原理,设计了KNO3/C6H5NO3/NC体系烟火药配方。从热分解过程、感度、燃烧性能对比等方面探讨了新型药剂代替黑火药使用的可行性。与黑火药相比,对硝基苯酚点火药的机械、静电感度降低,增加了制造和使用过程的安全性,燃烧热增加57%,作功能力提高40%,改善了其燃烧热力学性能,在中心传火管中作为主装药使用时,膛内负压差降至-20MPa,提高了内弹道性能的一致性和发射安全性。

纳米TiO_2对K_1K点火药点火能力的影响

利用纳米TiO2对K1K点火药进行了改性研究,分别用雷管冲量测量法和铅板炸孔法试验评估了改进效果。当点火药量降低到原雷管极限点火药量一半时,含有纳米材料的点火药仍能引爆雷管,点火药的点火能力随纳米材料含量的增加而增加。

点火药量对微型脉冲推力器内弹道性能的影响

研究了用于高速动能导弹和超高速火箭弹道修正的微型脉冲推力器的三种推力—时间(F-t)曲线,发现由于脉冲推力器点火药量与主装药量之比明显高于常规固体火箭发动机该两者的比值,点火药量的多少会对推力器F-t曲线的形状和内弹道性能产生明显影响。必须严格控制点火药量,特别是引燃药剂的量,才能获得较为满意的内弹道性能。

锆粉粒径对锆/高氯酸钾混合点火药热分解性能的影响

通过热重(TG)和差示扫描量热(DSC)实验研究了锆粉粒径对锆/高氯酸钾混合含能体系热分解性能的影响。DSC显示,纯高氯酸钾主要存在3个吸热峰,最后1个峰前有1个小肩峰。加入1μm锆粉后,高氯酸钾中间的吸热峰裂分为1个小吸热峰和1个放热峰,同时使最后1个吸热峰前的肩峰消失,峰形也变得更加尖锐。相比1μm锆粉,-200目(约74μm)锆粉只改变了高氯酸钾的最后1个峰形。运用Kissinger法和Ozawa法计算活化能,发现小粒径锆粉的加入使高氯酸钾的活化能降低了40k J·mol-1,而大粒径锆粉却使其活化能增加了超过1倍。显然,1μm锆粉具有更高的反应活性,其催化效果更明显。

点火药点火性能的研究

研究了 3种点火药的燃烧性能及它们对气体发生剂的点火能力。试验表明 ,黑火药的比容较大 ,但燃烧热较小 ,而B点火药的燃烧热很大 ,但比容较小 ,因此它们的点火压力不大。K1K点火药燃烧热较高且比容较大 ,即点火压力较高 ,它能迅速点燃NFA - 2气体发生剂 ,并提高这个气体发生剂的燃烧速度。

苦味酸钾点火药在电点火头中的应用

通过理论分析和试验,从机械感度、燃烧精度、热安定性、性能、长贮等方面,对比分析了苦味酸钾点火药与DDNP点火药。结果表明:在电点火头制造中,采用苦味酸钾作为点火药的主要组分,具有热稳定性好、药头机械强度高、生产过程废品少、无环境污染等优点,尤其有利于提高电雷管的发火可靠性和一致性。

溶剂-非溶剂法制备混合点火药

通过对目前点火药制备工艺的分析,选择了溶剂非溶剂法制备混合点火药。确定了制备混合点火药的工艺流程,并对所制备点火药的形貌和热性能进行了分析。结果表明:采用该工艺制备的药剂颗粒近似球形,流散性好;制备的混合点火药的安定性得到增强。

不同配比安全点火药B/KNO_3的研究

为研究可靠点燃主装药,性能稳定的B/KNO3点火药,对不同配比的B/KNO3进行配制并对其性能进行测试。不同配比B/KNO3在火焰感度、静电火花感度、撞击感度、摩擦感度4项外界刺激中,除了对撞击非常钝感之外,对其他3项外界刺激敏感。在不同比例的药中,以B/KNO3比例为50:50,粘结剂为X的药火焰感度最高,稳定性好;静电火花感度随B/KNO3中B比例提高而降低,摩擦感度随B/KNO3中B比例提高而提高,但当中B比例从40%提高到50%时,这两感度改变不多。分析得出B/KNO3比例为50:50,粘结剂为X的药满足对主装药点火可靠,稳定性好。

一种新型点火药的性能研究

为克服黑火药存在的不足,研制出一种新型高能点火药,通过黑火药、新型点火药在吸湿性、燃烧性能、安全性能及输出特性等方面的对比试验,从理论上分析了该点火药的性能特点。结果表明:和黑火药相比,新型点火药爆热高、吸湿性小、燃烧后残渣量少,组分相容性良好;并且,点火的瞬时性和点火强度优于黑火药。

火炮点火药的冲击波点火现象研究

本文研究大口径火炮点火药的冲击波点火。利用轻气炮作为冲击波加载设备 ,利用激光速度干涉仪和锰铜压阻法作为测量手段和方法 ,研究了HY 5和硼 /硝酸钾两种点火药在冲击波作用下界面的雨贡纽参数 。

微型脉冲推力器点火启动过程计算与点火药量选择

建立了微型脉冲推力器点火启动模型,模型中考虑了两相流动和颗粒对推进剂表面的冲击传热。根据数值计算结果,给出了不同产物颗粒含量下的点火药量选择参考范围。该参考范围对于产物颗粒含量小于50%的点火药是适用的;由于过多的颗粒含量将对装药表面产生强烈的热力冲蚀破坏作用,产物颗粒含量超过50%的点火药不适合微型火箭发动机。

硼系点火药的改性研究

研究了加入一定量黑火药的硼系点火药的燃烧性能及其对推进剂和气体发生剂的点火能力。实验表明 ,由 70 % B/ KNO3 和 30 %黑火药组成的新型硼系点火药 B1。

适用于RGD7A基三层发射药的点火药

以常用点火材料NC(硝化棉)、BP(2#小粒黑)和奔萘药作为点火药,考察点火药对RGD7A基三层片状硝胺发射药的点火能力。以特征点火药量、点火延迟时间及点火压力为点火性能判据,通过点火性能对比试验,发现奔萘药更适合作为RGD7A基三层药的点火药。进一步通过密闭爆发器试验证明,采用奔萘药作为RGD7A基三层药的点火药,可有效提高RGD7A基三层药的点火同时性,效果明显优于NC和BP。