含FOX-12的高燃速HTPB推进剂性能

为降低高燃速HTPB推进剂的感度,探讨了N-脒基脲二硝酰胺盐(FOX-12)对该推进剂能量性能、燃烧性能和安全性能的影响。结果表明,FOX-12使推进剂的燃温(Tc)、平均相对分子质量(M—)和爆热(Qv)均降低,但对推进剂比冲(Isp)的影响较小,FOX-12含量为5%时,Isp降低约0.458%。随FOX-12含量增加,相同压力下的推进剂燃速降低,但推进剂摩擦感度、撞击感度和静电火花感度均逐步降低;当FOX-12含量为5%,在4～10 MPa下,推进剂燃速的降幅最大为4.75%,而摩擦感度由96%降至68%。由于FOX-12的真空安定性差于AP,含FOX-12推进剂的热安定性降低,但能满足应用要求。FOX-12的氧平衡为负,这可能使推进剂氧化性分解产物与HTPB粘合剂、Al等组分的反应速率降低,促使推进剂耐烤燃的性能增强。总之,FOX-12能显著提高高燃速HTPB推进剂的应用安全性。

高燃速HTPB/IPDI推进剂低温力学性能研究(Ⅰ)细AP及工艺助剂PA的影响

研究了细粒度 AP及工艺助剂 PA含量对丁羟高燃速推进剂低温 (-4 0℃ )力学性能的影响 ,结果显示 :大量细粒度AP加入高燃速配方中 ,一方面加剧了单向拉伸过程中填料 (主要是细 AP)颗粒附近的应力集中 ;另一方面降低了填料 /粘合剂间的粘结强度 ,是造成低温力学性能偏低的主要原因。由于工艺助剂 PA极性及刚性 ,使得它易于富集于填料表面 ,低温下降低了界面层的柔性 ,物理作用也极大地束缚了填料附近粘合剂网络的分子运动 ,因此 ,它在改善工艺性能的同时 ,对推进剂低温力学性能有不利影响。

防老剂对HTPB-IPDI高燃速推进剂性能影响研究(Ⅱ)

研究了胺类防老剂H（N，N-二苯基对苯二胺）和酚类防老剂甲叉4426－S（硫代双-（3，5一二特丁基-4-羟苄基）对HTPB-IPDI高燃速推进剂流变和力学性能的影响。实验结果表明，合防老剂H的推进剂药浆表现粘度增大，剪切速率指数变小，药浆的流动流平性变差，而甲叉4426-S对推进剂药浆的流动流平性影响较小。当推进剂的常温抗拉强度σm，相当时。加入防老剂H的推进剂其他力学性能比空白和含甲叉4426-S配方的力学性能略有提高。

高燃速HTPB/IPDI推进剂低温力学性能(Ⅱ)界面助剂的设计与应用

为了改善高燃速丁羟推进剂的低温力学性能 ,设计合成了AO系列界面助剂 ,并在丁羟高燃速实验配方中验证了它们的使用效能。结果表明AO助剂大幅度提高了高燃速实验配方的低温力学性能 ,在常温强度相当的条件下 ,- 4 0℃下最大伸长率由 4 0 %左右提高到 5 5 %以上。实验结果也显示助剂与粘合剂的表面张力值越接近 ,工艺性能越好。文中还通过漫反射红外光谱 (DRIR)和动态热机械分析 (DMA)对界面助剂的作用机理作了简要探讨。

燃速调节剂对RDX/AP/HTPB推进剂热分解的影响

利用高压差示扫描量热法 (DSC)研究了含不同燃速调节剂 (亚铬酸铜、草酸铵、碳纤维 )的RDX AP HTPB推进剂热分解性能 ,研究发现 ,调速剂对推进剂燃速的影响与其对推进剂主要组分 (RDX、AP和HTPB)峰温、推进剂初始放热量的影响密切相关。燃烧催化剂亚铬酸铜和碳纤维使RDX、AP的分解峰温降低 ,使推进剂的初始分解阶段放热量增大 ,分解放热峰增多 ,故导致推进剂燃速增加 ,而草酸铵使RDX的分解峰温升高 ,使推进剂的初始分解阶段放热量降低 。

新型高燃速推进剂的催化燃烧性能

研究了有机酸铅盐、有机酸铜盐、铜铬氧化物、铁化合物不同组合作为催化剂对新型复合改性双基高燃速推进剂燃烧性能的影响。发现新型的铅铁络合物与铜铬氧化物组合是一种高效的催化剂组合。在配方中添加3%的组合催化剂,可使该新型高燃速推进剂燃速（9.81 MPa）从48.78 mm/s（空白配方燃速）提高到56.66 mm/s,9.81-19.62 MPa区间内的压力指数从0.676下降到0.576。用差热分析研究了铅铁络合物和铜铬氧化物及其复合对双基粘结体系（NC＋NG＋TEGDN）和AP热分解的影响,结果表明,复合催化剂可使双基粘结体系分解峰温提前4.94℃,使AP高温分解峰温提前119.08℃,放热量从144.97J/g增大到1 180J/g。

未固化AP/Al/HTPB推进剂燃速预示法——DSC法

研究了未固化推进剂的燃速预示方法 ,用DSC法 (差示扫描量热法 )研究了多种AP/Al/HTPB推进剂的常压热分解特性。根据BDP燃烧模型 ,考察了推进剂的燃速与热分解参数的关系 ,提出了未固化推进剂燃速的预示方法。实验结果表明 ,用DSC法可较准确地预示未固化推进剂的燃速 ,并成功预示了某配方的基础燃速。

HTPB/AP推进剂的慢速烤燃特征

介绍了弹药慢速烤燃试验方法和评判标准,初步分析了影响弹药慢速烤燃响应的因素。对国外在HTPB/AP推进剂慢速烤燃特性方面的研究进行了述评,研究表明,高氯酸铵热分解形成的多孔性形貌是导致AP基推进剂慢速烤燃响应剧烈的重要因素。在此基础上提出了改善HTPB/AP推进剂慢速烤燃响应的技术途径。

改善高燃速推进剂安定性的途径

DSC、甲基紫试验和失重试验研究了高燃速推进剂的热安定性。借助热加速老化试验,得到了65℃、75℃、85℃和95℃下推进剂热分解期间有效安定剂随时间的变化曲线。在寿命计算中,视消耗50%有效安定剂所需时间(τ)为推进剂安全储存寿命的终点。对不同温度(T)下的τ值,用线性最小二乘法按Bethelot方程T=a+blogτ进行了拟合。借助所得方程,预估了30℃时4种高燃速推进剂的安全储存寿命。结果表明:含1,3 二甲基 1,3 二苯脲(C2)和CdO的推进剂(A)、含间苯二酚(ReS)、C2和CdO的推进剂(B)和含C2和ReS的推进剂(C)的相对热安定性的降低次序为:A>B>C。用安定剂CdO部分或全部取代ReS可使高燃速推进剂的热安定性提高,储存寿命延长。密闭储存是改善含ReS推进剂安定性和延长该推进剂储存寿命的有效途径。

Al粉在高燃速AP/CMDB推进剂中的应用

采用量热仪、燃速仪、PDSC 分别研究了含不同粒度和含量 Al 粉的高燃速 AP／CMDB 推进剂的爆热、燃烧性能与热分解特性。结果表明，推进剂爆热与 Al 粉的含量成正比；Al 粉质量分数为0～8％时，对推进剂燃烧性能无明显影响；Al 粉粒度由14μm 减小至5μm 时，推进剂爆热降低40 J／g，热分解放热量增加107 J／g，7～10 MPa 压强下推进剂燃速提高1～1．8 mm／s，7～22 MPa 下压强指数由0．56降至0．50；当 Al 粉（质量分数3％）粒度减小为150 nm 时，推进剂的爆热降低93 J／g，热分解放热量增加343 J／g，18～22 MPa 压强下的燃速提高2～3 mm／s。

纳米NdCoO3对小球粘接高燃速推进剂燃烧性能的影响

采用盐助溶液燃烧法制备了平均粒径为10 nm、分散性良好的钙钛矿型纳米NdCoO3。用DSC考察了不同质量分数的纳米NdCoO3对AP和双基粘接剂热分解的影响,研究了纳米NdCoO3对小球粘接高燃速推进剂燃烧的催化作用。结果表明,随纳米NdCoO3催化剂质量分数的增加,催化效率先增大后减小,在质量分数为3%时催化效率最佳,此时AP高温分解峰温大幅降低,双基粘接剂的分解峰温也得到降低,二者的表观分解热增大。同时,对应的小球粘接高燃速推进剂燃速较高,压强指数较低。

高燃速推进剂标准物质研究

在高燃速推进剂成熟配方的基础上选择标准物质的候选物，确定了合理的试样尺寸和制作工艺，制备了燃速定值范围在35～60、70～90、100-120mm／s的3种高燃速标准物质。其均匀性和稳定性经考核合格后。采用多次定值试验确定其特性量值与不确定度。结果表明，高燃速推进剂标准物质可满足不同燃速范围燃速仪检定的需要，可确保测试结果准确可靠。

超细高氯酸铵表面改性及对高燃速推进剂性能的影响

研究了防止超细高氯酸铵（ＵＦＡＰ）在贮存过程中聚结的表面改性方法以及改性后的超细高氯酸铵对高燃速推进剂性能的影响。

超高燃速多孔推进剂发动机的点火特性

超高燃烧多孔推进剂比常规推进剂点火困难，需要合理调整影响点火性能的参数。研究了推进剂密度、点火空间、喷喉尺寸、喷管堵盖材料和厚度、点火药量和种类对超高燃速推进剂发动机点火特性的影响，并确定了关键因素，得到了良好的综合点火性能。

改善AP-CMDB高燃速推进剂低温力学性能技术

探讨了溶剂压伸工艺成型压力和加入补强剂等技术对AP-CMDB高燃速推进剂的力学性能影响。研究结果表明,采用加入功能添加剂的方法,有效地提高了该推进剂的力学性能,可将-40℃的抗冲击强度由3.38kJ/m2提高到6.17kJ/m2,其它性能与原配方相比基本相当。该技术为解决此类推进剂毛刷式或悬壁梁式发动机装药低温工作易产生碎药问题及拓宽其应用领域奠定了技术基础。

二茂铁类燃速催化剂在HTPB推进剂中的迁移性能及催化作用

为了研究二茂铁衍生物在HTPB推进剂中的迁移规律及对推进剂燃速的催化作用,利用“三明治”试件模拟70℃下二茂铁类衍生物在HTPB推进剂体系中的迁移过程,并以此来评价二茂铁衍生物的迁移性能;在相同HTPB推进剂配方条件下,测定了不同二茂铁衍生物对推进剂燃速的催化作用;通过Gaussian程序计算得到二茂铁衍生物的偶极矩、能量等理论性质,并分析与测试结果之间的关系。结果表明,二茂铁衍生物的分子偶极矩与取代链段密切相关,增塑剂癸二酸二异辛酯分子的偶极矩受链段构象的影响明显,常温下趋向于偶极矩较大的构象,高温下则趋向于偶极距较小的构象;根据建立的“溶解-解析”模型分析得出,二茂铁衍生物的偶极矩与增塑剂的偶极距越接近,迁移率越小;在对HTPB推进剂燃速的催化作用上呈现出二茂铁衍生物的铁含量越高,二茂铁衍生物HOMO与LUMO的能量差越小,催化作用越明显。

降低丁羟高燃速推进剂机械感度研究

为了降低丁羟高燃速推进剂机械感度,考察了液体二茂铁燃速催化剂(EMT)含量、氧化剂高氯酸铵(AP)粒径及配比等对丁羟高燃速推进剂机械感度的影响,并通过差示扫描?热重(DSC?TG)热分析研究了AP/EMT体系热分解特性与机械感度的相关性。结果表明,细AP含量增加或细AP粒径减小时,推进剂药浆的摩擦感度和撞击感度均呈增加趋势;EMT提高了AP的高温分解反应速率常数和分解热,是含EMT的高燃速推进剂机械感度升高的微观原因,降低EMT含量,可以降低推进剂的机械感度;胺盐类降感剂GZJ?01和导电态聚苯胺降感剂DBJ?01对降低丁羟高燃速推进剂的机械感度无协同效应;细AP包覆和采用铜盐燃速催化剂(GRCJ)取代EMT均可以降低丁羟高燃速推进剂的机械感度。

高燃速推进剂研制现状分析

对高燃速固体推进剂研制采用的技术途径进行了分析,归纳出了六类提高推进剂燃速的方法,包括燃烧催化剂法、增加热传导法、采用纳米微粉或超细固体粒子法、新型含能材料法、金属粉/氧化剂复合粒子法和基于对流燃烧机理的方法。找出了在高燃速推进剂达到的燃速水平、提高燃速所采用的技术途径方面存在的差距,指出基于对流燃烧机理的快燃物方法具有对推进剂配方能量影响小、燃速提高幅度大、适应性广等优点,具有广阔的应用前景。

高燃速推进剂工作过程中装药破碎机理的研究

通过对高燃速推进剂毛刷式装药结构进行流场分析计算，认为药管内外压差的存在是装药高温破碎的原因，并讨论了消除药管内外压差的设计方法。实验结果证实际理论分析的正确性。

包覆前后ACP对高燃速改性双基推进剂高/低压强段燃烧性能的影响

为改善含快燃物ACP(一种以二价铜胺络离子为阳离子的高氯酸盐)高燃速改性双基推进剂的燃烧性能,利用液相沉积法制得聚合物包覆ACP。采用热重分析研究了ACP及包覆ACP的热分解性能;以ACP及包覆ACP作为添加剂,对改性双基推进剂(CMDB)在低压段(3～9MPa)和高压段(11～20.5MPa)燃烧性能进行了对比实验研究。结果表明:ACP及包覆ACP热分解过程均可分为四个阶段,其总失重分别为90.70%和76.22%;在CMDB推进剂中添加ACP及包覆ACP均可提高推进剂的燃速,高压段的燃速压力指数降低,低压段的燃速压力指数增大。含包覆ACP的推进剂在低压段和高压段的燃速压力指数要比纯ACP的低0.1左右。