Study on the effect of RDX content on the properties of nitramine propellant

Four kinds of nitroamine propellants with different RDX contents(10%,20%,30%and 40%)were prepared to study the effect of RDX content on the mechanical properties and combustion properties of nitroamine propellant.The mechanical properties and combustion properties of nitroamine propellant at the normal temperature(20C)and low temperature(à40C)were test by using impact testing machine,drop hammer impact test machine and closed bomb vessel.The test results show that the impact strength of30%RDX-contained nitramine propellant is maximum,but 40%RDX-contained nitramine propellant has the minimum impact strength.And the crushing height of propellant with 20%RDX-contained was the highest,but the crushing height of propellant with 40%RDX-contained the lowest.With the increase in RDX content in nitramine propellant,the energy of nitramine propellant increases and its burning rate reduces,but 40%RDX-contained nitramine propellant did not meet this trend at the low temperature because of its poor mechanical properties.

模糊综合评价模型在高能硝胺发射药改性评价中的应用研究

为研究模糊综合评价模型在高能硝胺发射药改性评价中的应用,采用包覆工艺,分别选取三氨基三硝基苯(TATB)和聚酯(NA)作为包覆工艺中的降燃速材料,制备了TATB包覆发射药和NA包覆发射药,对比了包覆和未包覆发射药的堆积密度、局部燃速、爆热、燃烧渐增性以及内弹道性能;基于此实验结果,采用层次分析法,评价了TATB和NA对发射药基本性质和燃烧性能的影响程度。研究建立了发射药基本性质和发射药燃烧性能间的模糊评价方法;发现面向发射药燃烧性能,局部燃速的影响权重最大,为0.82;爆热的影响权重次之,为0.11;堆积密度的影响权重为0.07。在堆积密度差异较小的情况下,由于NA包覆发射药的降燃速效果明显强于TATB包覆发射药,NA包覆发射药的能量损失虽然较TATB包覆发射药更大,NA包覆发射药的燃烧性能优于TATB包覆发射药,且二者明显强于未包覆的空白发射药。

新型含铜催化剂对RDX／HTPB推进剂燃速影响的研究

用热分析方法筛选出两种合铜催化剂对ＲＤＸ／ＨＴＰＢ推进剂进行了配方试验研究，采用声发射法测定４～８ＭＰａ条件下药条燃速，由实验结果可看出：这两种新型含铜催化剂对提高燃速，降低燃速压强指数有明显效果；燃速可提高４２％，压强指数可降低１４％，经适当组合，可进一步提高燃速，降低燃速压强指数。

纳米铜铬复合氧化物对RDX热分解的催化作用

为了研究纳米CuO·Cr2 O3复合物的催化性能 ,采用室温固相化学反应法制备出不同铜、铬质量比的纳米CuO·Cr2 O3复合物 ,测出产物的粒径约为 15nm。用DSC测试了纳米CuO·Cr2 O3复合物对RDX热分解的催化作用。结果表明 :纳米CuO·Cr2 O3复合物对RDX热分解有较好的催化效果 ,它使RDX的分解峰温提前了 11 1℃ ,活化能降低了 17kJ mol,其作用明显优于纳米CuO和纳米Cr2

中性聚合物键合剂对硝胺推进剂相界面的作用

采用溶胀比测试和原位拉伸扫描电镜观测等手段 ,研究了中性聚合物键合剂 (NPBA)对硝胺填充固体推进剂界面作用的影响。结果表明 ,NPBA能在硝胺颗粒周围形成一层高模量中间相 ,有效地解决了“脱湿”问题 ,提高了推进剂的拉伸性能。

NEPE推进剂的热分解研究(Ⅱ)——HMX/RDX-NEPE推进剂的热分解

利用快速热裂解原位反应池(气体原位反应池)/快速扫描傅里叶变换红外光谱(RSF FIR)和固体原位反应池/RSFT IR联用装置,实时测定了HMX/RDX NEPE推进剂气相及凝聚相热裂解产物,研究获得了在线性升温条件下该种推进剂的热分解特征,并讨论了其热分解机理。

高分子钝感剂在两种发射药中的迁移性能

采用高分子钝感剂NA聚酯湿法钝感得到叠氮硝胺和高能硝胺两种钝感发射药,用高温加速长贮寿命试验的方法来研究NA钝感剂在发射药中的迁移性能。利用密闭爆发器和内弹道试验法,对加速长贮前后的两种钝感发射药动、静态燃烧性能进行研究,结果表明,加速长贮前后两种钝感发射药的爆热、p-t曲线及内弹道性能没有明显变化。利用显微红外光谱法测定两种钝感发射药长贮前后NA钝感剂的浓度分布,结果发现浓度分布也没有变化。表明NA钝感剂抗迁移能力强,可以满足叠氮硝胺发射药和高能硝胺发射药的长贮性能要求,用其制得的钝感发射药具有良好的弹道稳定性能。

纳米氧化镧对黑索今热分解的催化作用

用室温湿固相反应制备了纳米氧化镧 ,并进行了表征。用DSC研究了纳米氧化镧对环三次甲基三硝胺 (黑索今 ,RDX)热分解反应的催化作用 ,并提出了该催化反应机理。实验结果表明 ,纳米氧化镧能有效地催化RDX的热分解 ,使RDX的二次分解肩峰消失 ,使RDX分解放热峰的后半峰变得陡直 。

多层高能硝胺发射药研究

设计并制备出了高能硝胺圆环多层发射药,通过恒压燃速和密闭爆发器试验测试了缓燃材料对高能硝胺发射药燃速的影响;通过中止燃烧试验考察了多层发射药的燃烧稳定性。结果表明,缓燃材料可有效降低发射药的燃速,并有显著增强其燃烧渐增性,且燃烧稳定。30mm内弹道试验表明,与粒状高能硝胺发射药相比,在不增加最大膛压的前提下,高能硝胺多层发射药能使炮口动能提高15%左右。

高氯酸铵/硝胺丁羟复合推进剂热感度及机械感度研究

测试了高氯酸铵/硝胺丁羟复合推进剂的热感度、摩擦感度和冲击感度。感度的测试结果表明,用硝胺RDX或HMX部分取代AP制成硝胺丁羟复合推进剂后,这种复合推进剂的感度要高于仅含高氯酸铵的推进剂的感度;随着RDX或HMX含量的增加,其感度值随之增大,但增幅逐渐下降。但在高氯酸铵推进剂中加入卡托辛燃速催化剂以后,制成的高燃速推进剂,其摩擦感度明显增大。

高能量密度化合物CL-20、DNTF和ADN在高能发射药中的应用

为将高能量密度化合物在高能高燃速发射药中得到更好地应用，通过密闭爆发器、真空安定性试验，研究了3种高能量密度化合物CL-20、DNTF和ADN对高能硝胺发射药RGD7A相容性、能量、燃烧行为的影响。结果表明，CL-20和DNTF与硝胺发射药的相容性良好，能使硝胺发射药能量和密度提高；40～240MPa下，含CL-20、DNTF硝胺发射药的燃速加快，燃速压力指数增大。

RDX粒度对硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响

为研究黑索今(RDX)粒度对硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响,设计了RDX质量百分数为25.0%,平均粒径(D50)为30,50,150μm的3种硝胺发射药,采用摆锤式简支梁冲击试验机、落锤试验仪与密闭爆发器分别研究了其抗冲击强度、破碎情况及燃烧性能。结果表明,随着RDX粒度由150μm减小至30μm,发射药的低温(-40℃)抗冲击强度由3.46 J·cm^(-2)提高至8.99 J·cm^(-2),在落锤冲击(锤重5 kg,落高80 cm)作用下破碎度由96%降低到18%。RDX的平均粒径(D50)为30,50μm和150μm时,发射药的燃速压力指数分别为0.985、0.996和1.063。RDX粒径为30μm或50μm时,发射药u-p曲线较光滑,发射药燃烧稳定;RDX粒径为150μm时,在100~150 MPa、150 MPa^p_(dpm)的两个压力段范围内,燃速压力指数由1.125变为0.612,显示燃速压力指数存在突变,发射药燃烧不稳定。

含消焰剂硝胺推进剂燃烧性能的调节

运用包覆预处理和直接进行燃速调节两种方法 ,消除消焰剂对硝胺改性双基推进剂平台燃烧的破坏作用。应用扫描电子显微镜研究了推进剂熄火表面 ,初步探讨了消焰剂影响平台燃烧的机理。实验结果表明 ,两种方法均改善含消焰剂螺压硝胺推进剂的燃烧性能。对于完全破坏平台效应的消焰剂 ,包覆的方法可使推进剂的燃速压力指数由 0 .79下降到 0 .35,但并不能完全恢复被消焰剂破坏了的平台现象 ;对于影响平台燃烧较小的消焰剂 ,通过在推进剂中增加炭黑的含量 ,不但恢复了被消焰剂破坏了的平台燃烧效应 ,而且 ,使推进剂的平台燃烧性能优于不含消焰剂的基础配方。消焰剂对平台燃烧的破坏 。

NEPE推进剂的热分解研究(IV)

采用快速热裂解原位反应池(气体原位反应池)/快速扫描傅里叶变换红外光谱仪(RSFT IR)和固体原位池/RSFT IR联用技术,实时测定了含与不含催化剂的NEPE推进剂气相及凝聚相热裂解产物,研究获得了在线性升温条件下两种推进剂配方的热分解特征,并讨论了金属燃料铝粉和燃速催化剂PbCO3对NEPE推进剂热分解特性的影响。

NGu对含RDX硝胺发射药燃烧性能的影响

为从微观的角度研究NGu对含RDX的硝胺发射药燃速压力指数改变的影响,采用改进的小型点火燃烧模拟装置,在35 MPa左右对几种发射药进行低压中止燃烧实验。通过SEM电镜观察发射药在低压下燃烧的表面状况。结果表明,在硝胺发射药的燃烧过程中,NGu在燃烧表面形成较厚的熔融层,抑制了RDX的爆燃;RDX的爆燃与燃烧表面熔融层之间的“均衡状态”影响发射药燃速压力指数的变化,当RDX与NGu质量比小于1时,燃速压力指数明显降低;当RDX和NGu同时存在时,发射药的燃烧表面有针状晶体生成。

硝胺推进剂界面键合的表征研究

从红外光谱分析、表面（界面）自由能测定、光电子能谱分析等方面，研究了键合剂、包覆固体填料颗粒对界面增强的效果，并与静态力学性能的数据进行了对比。结果表明：取代酰胺类键合剂对ＨＭＸ间的作用力为氢键，效果优于醇胺、多元胺类化合物，其中一种键合剂对ＨＭＸ的浸润可以在热力学和动力学两方面达到较好的统一；键合效果并不仅仅取决于包覆度的大小，还与键合剂附着在ＨＭＸ表面上形成的界面层或预包覆层的性质有关。

新型键合剂在硝胺发射药中的应用

通过火药撞击强度试验和 DSC分析 ,研究了三种新型聚醚环酰胺类键合剂对硝胺发射药力学性能的影响 ,并探讨了其作用机理。结果表明 :该键合剂不但能改善硝胺发射药的力学性能 。

硝胺键合剂对RDX/AP/HTPB推进剂老化性能的影响

本文通过单轴拉伸力学性能、单轴反复拉伸破坏能和相对交联密度等性能参数的测定,研究了两种硝胺键合剂对RDX/AP/HTPB推进剂老化性能的影响.结果表明,键合剂能明显改善推进剂的老化性能.

NEPE推进剂激光点火特性

采用CO2 激光点火系统 ,研究常压下NEPE推进剂中AP在点火过程中的作用 ,以及AP的表面积、燃速催化剂、初温、热流密度等因素与点火延迟时间的关系。结果表明 :与HMX相比 ,AP是缩短点火延迟时间的主要因素 ;初温对点火延迟时间的影响程度取决于热流量的大小 ,存在着所谓的“拉平效应”。而降低AP粒度 ,提高AP表面积 ,在初温大于 15℃时 ,有利于缩短点火延迟时间 ,而在小于 15℃时则相反 ;

催化硝胺推进剂的高压热分解及燃烧性能

选择了一种典型硝胺推进剂 ,研究了加入不同的催化剂后燃烧性能的变化及样品高压DSC热分解行为。发现铅盐以及铜盐使硝胺推进剂在 5MPa下的分解反应提前完成 ,热焓增加 ,碳黑的加入不产生该趋势 ,但三元复合催化剂加剧了此作用 ;三元复合催化剂使该硝胺推进剂在 191 7°C到 2 39 5°C的分解反应速度提高 ,这一区域放热的增加正是燃速提高的原因。参量ΔH与ΔT之比ΔH/ΔT与推进剂燃速之间有关联 ,ΔH/ΔT越大 。