AP多粒度级配固体推进剂非稳态燃烧响应模型

为获得高氯酸铵(AP)粒度级配对固体推进剂燃烧响应特性的影响,以氧化剂单粒度的多火焰稳态燃烧模型(BDP)为基础,考虑实际推进剂中AP多级配粒度分布,建立了AP多粒度级配的AP/端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂非稳态燃烧响应模型,并对模型进行校验。针对由四种AP粒度330,250,110μm和50μm组合成的几十种AP多级配复合推进剂,分别在工作压强10MPa、振荡频率25~1000Hz条件下开展了燃烧响应特性研究,分析了AP粒度级配和配比等参数变化对压强耦合响应函数的影响规律。模型计算结果表明,100~1000Hz,燃烧响应模型计算结果与文献实验测量结果吻合较好(实验压强>5MPa),误差小于9%。AP粒度配比与级配对燃烧响应函数的分布影响较大,影响规律基本满足:AP多级配中提高小粒度AP的配比含量或者降低大粒度AP配比含量可以抑制中低频振荡,但同时会增益中高频振荡。用中粒度AP替代小粒度AP可以抑制中高频振荡,反之,替代大粒度AP则可以抑制中低频振荡。

纳米Bi2O3制备及其对AP热分解的催化性能

利用催化剂能够改善高氯酸铵(AP)的热分解效率,研究纳米Bi2O3粒子对AP热分解的催化性能。采用沉淀法和前驱体煅烧法制备Bi2O3纳米粒子,制得的是单斜晶型的α-Bi2O3;高温煅烧可以制得四方晶型的β-Bi2O3。利用FTIR和XRD对制备的纳米粒子进行表征,通过DTA研究Bi2O3纳米粒子对AP热分解的催化作用。α-Bi2O3和β-Bi2O3能使AP的高温分解峰峰温分别降低0.57℃和10℃左右;Bi2O3与AP的混合方式不同,AP的高温分解温度也不同;β-Bi2O3对AP热分解的催化作用优于α-Bi2O3;与研磨法比,Bi2O3与AP采用溶剂挥发法混合催化效果更好。

Cu_2Cr_2O_5/SiO_2复合粒子的制备及对AP复合推进剂燃烧特性的影响

采用改进的共沉淀法制备了Cu2Cr2O5/SiO2复合粒子。用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪(BET)等对其进行了表征,并且用差热分析仪(DTA)考察了Cu2Cr2O5/SiO2复合粒子对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能。结果表明,复合粒子的分散性好、比表面大,可使AP的高温放热峰温度提前至323.80℃,催化性能明显优于纯Cu2Cr2O5。AP复合推进剂燃速测试结果显示,复合粒子使推进剂燃速提高了17%,且压强指数有所下降。

超细高氯酸铵复合粒子的制备及性能研究

为降低超细高氯酸铵(AP)的机械感度,以纳米石墨粉、普通石墨粉和炭黑为钝感改性剂,采用气流冲击粉碎法对超细AP进行表面改性,制备了超细AP/纳米石墨(AP-1)、超细AP/石墨(AP-2)、超细AP/炭黑(AP-3)复合粒子以及空白超细AP对比样(AP-C)。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、微米粒度仪、X射线粉末衍射仪(XRD)及傅里叶红外光谱仪(FTIR),表征了复合粒子的形貌和结构;用撞击感度仪和摩擦感度仪,测试对比了复合前后超细AP粒子的机械感度;采用差示扫描量热仪(DSC),测试了复合粒子的热分解性能。结果表明,相比于AP-C,AP-1、AP-2和AP-3的撞击感度分别降低了18.2%、21.2%和8.9%,AP-1、AP-2和AP-3的摩擦感度分别降低了12.5%、12.5%和8.3%,10℃·min-1的升温速率下,AP-1、AP-2和AP-3的高温分解峰分别提前了75.4,64.2℃和44.4℃。

降低超细高氯酸铵感度的方法研究

为了降低超细高氯酸铵(AP)的机械感度,以十八烷胺为包覆剂,经气流粉碎工艺,制备了超细AP包覆粒子。通过对超细AP包覆粒子进行粒度分析、SEM分析、DSC分析及感度检测,研究了超细AP包覆粒子的包覆效果、热分解特性及感度特性。试验结果表明:超细AP包覆粒子,粒度为D50=5.8μm,表面有包覆层存在;超细AP包覆粒子的感度,与超细AP样品相比,当包覆剂质量分数为1%时,撞击感度降低31.2%,摩擦感度降低12.0%;当包覆剂质量分数为3%时,撞击感度降低34.5%,摩擦感度降低22.0%,且包覆剂用量越大,撞击感度和摩擦感度越低;但包覆剂对AP的热分解会产生一定的负面影响,质量分数应≤1%。

超细高氯酸铵粉体制备研究

文章研究了用扁平式气流粉碎机对高氯酸铵(AP)进行超细化粉碎,探索出了最佳粉碎工艺条件,制备了平均粒度为2μm的超细高氯酸铵(AP)粉体;分析了高氯酸铵(AP)超细粉碎过程中静电产生的原因,提出了消除静电积累方法,保证了粉碎过程安全。

Al/SiO_2复合粒子制备及其催化性能研究

]文章利用溶胶-凝胶法,以超细铝粉为核,SiO2为膜,制备了包覆式超细Al/SiO2复合粒子。采用扫描电镜、X射线光电子能谱、红外光谱等方法对包膜的效果进行了表征分析。分析结果表明:制备的Al/SiO2复合粒子表面的SiO2膜均匀致密。运用差热分析法(DTA)研究了制备的Al/SiO2复合粒子对高氯酸铵(AP)热分解性能的影响。结果表明:与添加5%纯Al粉的AP相比,添加5%Al/SiO2复合粒子的AP,其高温放热峰温降低了29.73℃,表观分解热增加了616.8 J/g。表明Al/SiO复合粒子比纯Al粉对AP热分解具有更好的催化作用。

不同AP颗粒尺寸与含量对AP/HTPB亚大气压下燃烧特性影响的数值分析

为研究不同AP体积分数及AP颗粒尺寸在亚大气压环境下对AP/HTPB底排药剂的燃烧特性影响,建立了AP/HTPB二维微尺度物理模型,采用BDP燃烧模型来模拟气相燃烧。在亚大气压环境下对AP/HTPB燃烧进行数值模拟,分析了AP体积分数在0.76~0.88以及AP颗粒半径分别为40μm,80μm,120μm时对AP/HTPB燃烧特性影响。结果表明:AP半径为80μm时,第一步反应的核心放热区面积随着AP体积分数增加而减小,AP体积分数在0.84时燃速达到最大。AP含量不同将导致燃面形状发生变化,AP体积分数增大,HTPB将出现明显凹陷;在同一AP体积分数时,AP颗粒尺寸越大,燃速越慢。AP颗粒尺寸不同,燃速达到最大值时AP的体积分数也不同,AP颗粒半径为40μm时,燃速达到最大值时AP的体积分数为0.86,AP颗粒半径为120μm时,燃速达到最大值时AP的体积分数为0.78,随着AP颗粒半径的增大,在对应半径下达到最大燃速时需要的AP含量下降。