一种光固化有机延期药柱的制备及燃烧性能研究

为克服无机延期药秒量精度低、贮存不稳定、燃烧残渣率高的缺陷,设计了一种光固化有机延期药柱,通过均匀设计法和光固化3D打印技术,进行有机延期药柱设计与制备,并测试相关性能参数,优化有机延期药柱配方。研究结果表明,由35%树脂浆料(配方为EA、HPA、TPO,质量比分别为47.96%、48.79%、3.25%,外加0.9%助剂)和65%固相填料(配方为KNO_(3)、Mg,质量比分别为80.2%、19.8%)组成的光固化含能浆料,药柱成型性能良好,燃烧稳定,燃速为1.080 mm/s,延期时间为18.52 s,延期精度为0.0180 mm/s,燃烧残渣率为24.39%,没有出现断燃、瞎火等现象。

铜氧化物对钨系延期药的燃烧催化作用

为了解决延期药在导弹武器系统以及空间飞行器作用过程中暴露出的延期时间不稳定、延期时间漂移过大等问题,提高武器装备系统的使用可靠性和安全性,开展了铜氧化物对钨系延期药燃烧性能催化行为研究。通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热技术(DSC)系统分析了Cu_(2)O以及CuO分别与高氯酸钾混合物的微观形貌与热分解性能,通过延期药发火性能试验验证了新型钨系延期药体系的燃烧性能。结果表明,CuO与Cu_(2)O的加入分别使高氯酸钾(KClO_(4))热分解峰值温度下降了109.1与103.5℃,对KClO_(4)热分解过程促进作用CuO优于Cu_(2)O;添加有金属氧化物的配方Y-1与Y-2的燃烧速率相比于原始配方(Y-0)均有提高,与混合物热分解过程表现出一致的催化作用规律,CuO的燃烧催化效果与燃烧稳定性均优于Cu_(2)O。

贮存时间对硅系延期药延期性能的影响

为探究贮存时间对硅系延期药延期时间的影响,通过正交试验研究了硅粉、硅系延期药和延期发火件在自然条件下贮存一定时间后发火件延期性能的变化,并分析其原因。研究结果表明:在装压药参数相同情况下,硅粉贮存时间是影响发火件延期性能的主要因素;延期药和发火件的自然贮存时间都对发火件的延期性能影响不大;获得自然贮存时间的最佳组合为:硅粉贮存时间18个月,制备的延期药贮存6个月,装配的发火件贮存1个月,该贮存条件下的延期性能最好。

粘合剂对钨系延期药燃速的影响

为了研究粘合剂对钨系延期药燃速的影响,用硝化棉和聚四氟乙烯对相同配方的延期药分别进行造粒,测定了这两种延期药在常温(20℃)和高温(120,160,180℃)下的延期时间和燃速,结果表明,以硝化棉为粘合剂造粒的延期药(A)在上述温度下的平均燃速分别是以聚四氟乙烯为粘合剂造粒延期药(B)平均燃速的2.2倍、2.3倍、3.3倍和4.8倍,并且延期药B的燃速随温度升高而加快的幅度较小;延期药A在180℃的延期时间仅为常温的36%,延期药B在180℃的延期时间是常温的77%。

湿法压药对B-BaCrO_4延期药延期精度的影响

针对延期药延期时间精度较低、长贮性能差的问题,实验研究了湿法压药对BBaCrO4延期药精度的影响。结果表明,无论是在常温,还是在高低温(-6℃、60℃)和长贮(70d)条件下,湿法压药的BBaCrO4延期药均具有较好的精度。

硼/氧化铜延期药的燃速与数值模拟

研究了硼/氧化铜延期药在环境温度为-50～70℃,硼含量为8.3%～20%范围内燃速的变化规律。结果表明:当硼含量为8.3%时,硼/氧化铜延期药不能完全燃烧,出现瞎火;在硼含量为11%～20%范围内,随着硼含量的增加,随硼含量增加,硼/氧化铜延期药的燃速增加。但是在硼含量为14%～18%的区间,硼/氧化铜延期药的燃速呈现出平台形式;环境温度升高,硼/氧化铜延期药的燃速也小幅增加。将硼/氧化铜延期药燃速的实验数据采用最小二乘法进行数值模拟,提出了硼/氧化铜延期药的燃速公式。

钨系延期药预点火反应机理研究

通过程控升温模拟点火条件，根据DSC图谱分析，找出主要反应区的温度范围。研究结果表明，钨系延期药预点火反应是一个真正的固—固反应。

纳米钨系延期药的研究

通过添加纳米钨粉,研究了钨粉粒度与级配对延期药燃烧速度的影响,以及纳米钨粉含量对延期药燃烧的可靠性影响。实验结果表明:在零氧平衡下,随着钨粉粒度减小,延期药燃速加快,有显著的线性对数关系,纳米钨粉对燃烧速度调节达毫秒级;当钨粉含量由30%降至15%时延期药仍能可靠燃烧,并且适合的粒度级配使燃烧速度有局部极大值出现。

硅系延期药贮存与硅粉表面稳定性研究

通过对硅系延期药贮存规律的分析,并利用ESCA对不同条件下的硅粉表面氧化膜进行研究,得出了硅系延期药贮存秒量漂移的根本原因是延期药中的可燃剂与氧化剂在贮存过程中生成氧化膜,使延期时间增长。通过调整硅粉研磨时间,提高了延期药延期精度,采取高温加速老化延期药方法,促使可燃剂与氧化剂接触界面扩散动态平衡,提高了硅系延期药延期精度与贮存稳定性。

硼系延期药燃烧特性分析

采用高速摄影技术对B/BaCrO4延期药的燃烧特性进行实验研究，结果表明：B/BaCrO4延期药的燃烧过程由一系列脉动燃烧组成，燃烧过程中存在明显的气体流动，并且生成熔融状液滴或层状燃烧产物; 产物对气流的阻力作用导致燃烧表面处压力大于环境压力，达到固体产物强度时，产物剥离燃烧表面，并且随着气流流动; B含量为14%的B/BaCrO4延期药燃烧形成的层状物层厚为1.2 mm，剥离周期为17.8 ms; B含量为8%～16%时，B/BaCrO4延期药的燃速随着B含量的增加而增大。

延期药技术综述

该文综合评述了国内外毫秒、秒延期药技术的简史、现状和发展。根据国外的先进经验 ,结合我国的实际情况 ,提出一些延期药技术的具体研究和发展思路 ,以提高我国延期产品的质量 ,缩短和发达国家的差距。

高加速度过载对硼系延期药延期性能的影响

本文采用Hopkinson压杆试验装置对硼系延期药进行应力波加载试验。比较了压药压力、过载加速度以及粘合剂的使用对硼系延期药在动态加载前后延期时间与延期精度变化的影响。经试验表明:延期药在高过载下延期精度下降很大;在延期药中加入粘合剂可以相对提高延期体的抗过载能力。

钨系延期药燃烧温度效应研究

为降低钨系延期药的燃烧温度效应，开展了相关的试验研究。结果表明：在一定的温度范围内（-50～50℃），钨系延期药燃速与环境温度属非简单的线性关系；在钨系延期药中添加少量导热率低、具有良好隔热性能的硅藻土可以降低其燃烧温度效应，提高延期药的延期精度。

低燃速硅铁延期药

介绍了某导弹增程发动机内延期点火器用硅铁延期药的研制概况 ,阐述了延期药配方设计、燃速及其精度与材料粒度、粘合剂含量、混药方式、装药压力、点火能量的关系 ,同时对硅铁延期药燃烧反应机理进行了探讨。

超细Si粉对Si/Pb_3O_4延期药热反应活性和摩擦感度的影响

采用机械球磨法,通过对球磨时间、介质流速等参数的控制,最终得到平均粒度d50=1.75μm的超细Si粉,并进行了粒度和SEM分析。结果表明,随着Si/Pb3O4延期药中超细Si粉含量的增加,其反应放热峰提前,放热量增加,但摩擦感度也相应增加。其中,超细Si粉含量为60%的样品不但具有较高的反应放热量,而且摩擦感度很低。因此,选定60%作为普通Si粉与超细Si粉在级配使用时最为合理的比例。

硼系延期药特性及应用

通过研究硼系延期药的反应机理,并对硼系延期药进行差热扫描量热法(DSC)与热重法(TG)分析,得到了合理可行的配方;采用湿法混药的新工艺,对延期体结构进行了优化设计;对延期雷管进行了常温、低温、高温高湿以及自然贮存试验。试验后的测时结果及实际应用效果表明,装有硼系延期药的延期雷管具有延期精度高、用药量少、贮存时间长、耐高低温的优点。

钨系延期药燃烧温度场分析

采用热电偶测试温度的方法，研究了Ｗ系延期药的燃烧彼温度随时间的分布情况，结合理论分析，证明了点火箭和反应完全局燃烧波的温度随时间呈指数形式变化．

铅丹-硅系延期药贮存中的化学反应机理

基于铅丹和硅的物理化学特性,对铅丹-硅系延期药在常温封闭贮存下发生自发氧化还原反应的可能性及其反应机理进行了研究。给出了药剂贮存中可能发生的化学反应方程式,计算了各反应的主要热力学参数ΔrGθm、ΔrHθm、ΔrSθm,通过对热力学参数的分析,讨论了各反应的自发性。结合固体化学和薄膜生长理论,建立了药剂氧化还原反应的扩散模型和硅粉表面的氧化模型。结果表明,单一Pb3O4在贮存中不会自发分解,但是,当Pb3O4与Si混合后贮存时,两者发生氧化还原反应,部分反应产物PbO会驻留在SiO2的网络结构中。

硼/铬酸钡延期药的燃速与数值分析

为了研究硼/铬酸钡延期药在温度为-15～50℃,硼含量为2%～14%范围内燃速变化规律。对硼/铬酸钡延期药的燃速的实验数据采用最小二乘法进行模拟,提出了硼/铬酸钡延期药的经验燃速公式。结果表明;当硼含量为2%时,硼/铬酸钡延期药不能完全燃烧,出现瞎火;在硼含量为4%～14%时,随着硼含量的增加,燃速加大;在硼含量一定时,随着温度的提高,硼/铬酸钡延期药的燃速也出现小幅提高。

点火—延期药界面能量匹配与延期精度

研究了针刺延期雷管在作用全过程中，时间、相对能量的匹配关系，论证了点火──延期界面能量匹配对延期药燃烧时间和延期精度的影响。