第四届固体推进剂安全技术研讨会征文通知(第一轮)

第四届固体推进剂安全技术研讨会拟定于2013年7月下旬在安徽黄山召开，此次会议由航天工业固体推进剂安全技术研究中心、华中危险化学品安全检测检验中心主办，航天科技集团公司四院四十二所承办。

第四届固体推进剂安全技术研讨会征文通知(第一轮)

第四届固体推进剂安全技术研讨会拟定于2013年7月下旬在安徽黄山召开，此次会议由航天工业固体推进剂安全技术研究中心、华中危险化学品安全检测检验中心主办，航天科技集团公司四院四十二所承办。

第三届固体推进剂安全技术研讨会征文通知(第一轮)

第三届固体推进剂安全技术研讨会拟于2011年5月在福建（厦门或武夷山）召开，此次会议由航天工业固体推进剂安全技术研究中心主办，航天科技集团公司四院四十二所承办。

第二届弹药安全技术研讨会暨第六届固体推进剂安全技术研讨会征文通知(第一轮)

为了提高我军武器安全技术水平,不断推动导弹武器安全健康快速发展,并为科研工作者提供技术交流平台,拟于2017年7月-8月召开第二届弹药安全技术研讨会暨第六届固体推进剂安全技术研讨会,此次会议由中国宇航学会弹药安全专业委员会、航天工业固体推进剂安全技术研究中心主办,航天科技集团公司四院四十二所承办。

固体推进剂慢速烤燃特性的影响因素研究

以HTPE推进剂、GAP推进剂为对象,采用慢速烤燃试验装置结合热电偶测温及传感器测压技术,研究了固体推进剂慢速烤燃特性的影响因素,包括配方组成、燃速、升温速率、约束条件、自由体积等。HTPE推进剂具有优异的慢速烤燃特性,10%HMX的加入使其慢速烤燃的响应程度增加,自由体积对其慢速烤燃的响应程度没有明显影响;燃速从10.1 mm·s-1增加到32.2 mm·s-1,升温速率从3.3℃·h-1增加到1℃·min-1,对GAP推进剂慢速烤燃的响应程度影响较小;增加夹板约束后,HTPE推进剂和GAP推进剂慢速烤燃的响应程度增加。

固体推进剂安全性能影响因素的灰色关联分析

采用灰色关联分析方法,从NEPE推进剂的配方组成、结构角度计算了固体推进剂撞击感度、摩擦感度及火焰感度等多项感度的灰色关联度。通过灰色关联度的对比分析,给出了各感度的主要影响因素及影响因素顺序。配方组成研究结果表明增塑比是影响高能固体推进剂摩擦感度、局部热感度的最主要因素,HMX含量是影响冲击波感度、5 s爆发点最主要的因素,固体含量是影响撞击感度、静电火花感度、火焰感度的最主要因素;结构研究结果表明铝粉粒度是影响高能固体推进剂摩擦感度、火焰感度、5 s爆发点的最主要因素;AP粒度是影响局部热感度、静电火花感度最主要的因素;HMX粒度是影响撞击感度的最主要因素。

固体推进剂整形过程工艺安全性的有限元分析

为分析固体推进剂整形过程中的危险点,采用热-机械耦合对固体推进剂整形过程进行了模拟分析,基于固体推进剂药柱的黏弹性本构关系,揭示了整形过程中由于整形刀具挤压、摩擦引起的温度变化规律,计算了危险点。结果表明,固体推进剂整形温度随整形速度的增加而增加,当整形速度为10mm/s时,整形温度最高可达65℃;当整形厚度为1.0、1.5和2.5mm时,整形过程中的最高温度变化不明显。固体推进剂整形过程中的危险点出现在刀刃刚刚经过的药屑面上,而非刀具的刀刃上。

NEPE推进剂热安全性的尺寸效应

为了解NEPE推进剂热安全性的尺寸效应,在不同温度下对不同尺寸的NEPE推进剂药柱进行了热爆炸试验,测得其热爆炸延滞期,并计算得到不同尺寸NEPE推进剂药柱在90、100、110、120℃下的热分解反应速率;通过在药柱内部布置热电偶监测了尺寸为Ф100mm×100mm和Ф150mm×150mm药柱在90℃和100℃环境温度下的内部温度变化。结果表明,当温度高于76.2℃时,NEPE推进剂药柱的尺寸越大,反应速率常数越大;活化能与药柱的比表面积呈线性相关,比表面积越小,活化能越大,当NEPE推进剂药柱的比表面积小于0.02mm-1时,活化能(Ea)为179.3kJ/mol,指前因子(A)为4.62×1019s-1。硝酸酯增塑剂的存在是NEPE推进剂在200℃以下发生热爆炸的主要原因。

NEPE推进剂热安全性的理论计算与数值模拟

为了预测不同尺寸乃至大尺寸NEPE推进剂的热安全性,在不同尺寸NEPE推进剂热安全性试验的基础上,基于尺寸与热分解反应表观动力学参数之间的数学关系,采用理论计算和数值模拟方法研究了不同尺寸NEPE推进剂的热安全性。结果表明,某尺寸试验发动机装药热爆炸临界环境温度和延滞期的数值模拟结果为78~79℃、100~150d(79℃);原始的Semenov、Frank-Kamenetskii、Thomas理论算法和有限元算法得出的热爆炸临界环境温度偏高,工程化修改的Semenov理论算法获得的计算结果与试验结果更为接近;长径比为1的药柱在其直径由10 mm递增至3000 mm过程中尺寸增大,热爆炸临界环境温度由130℃逐渐向60℃靠近,且尺寸越小,增大尺寸导致热爆炸临界环境温度降低的效果越明显。

NEPE推进剂易碎性研究

为了研究NEPE推进剂的易碎性,利用撞击破碎模拟试验装置将NEPE推进剂以不同速度撞靶,将撞靶后不同损伤程度的NEPE推进剂进行密闭爆发器试验,分析NEPE推进剂在不同破碎程度条件下的燃烧特性。结果表明,NEPE推进剂的最大压力随时间变化率、燃速伴随着破碎程度的增加而增加,当撞击速度大于192 m.s-1时可能发生燃烧转爆轰。

NEPE推进剂破片冲击数值模拟研究

为研究NEPE推进剂破片冲击响应特性,利用有限元动力学软件对NEPE推进剂受破片冲击的动力过程进行数值模拟,并进行试验验证。分析不同规格破片冲击起爆NEPE推进剂的情况,计算其临界起爆速度。结果表明,随着破片速度增加,NEPE推进剂受冲击响应情况有所不同,即破片速度在0~1121 m/s时,推进剂不发生反应;1121~1247 m/s推进剂开始发生反应;1247~2508 m/s推进剂响应情况由快速反应转为爆轰;破片速度大于2508 m/s时,破片直接引爆推进剂;破片质量和体积的增加都会使推进剂临界起爆速度减小,但影响程度递减;圆柱形和立方体破片冲击推进剂的临界起爆速度相近,都小于球形破片;钨合金破片和钢破片的临界起爆速度与破片质量和体积有关,但都小于铝合金破片。文中采用的破片冲击数值模拟研究方法可有效解决NEPE推进剂破片冲击特性研究的难题。

固体发动机低易损性评估研究进展

为研究固体推进剂低易损性,系统调研了国内外固体发动机低易损性研究进展,对比研究了试验方法、试验装置、试验判据等区别和联系,分析了不同因素对固体发动机低易损性响应程度的影响,结合国内固体发动机现状,提出了固体发动机低易损性试验方法和试验程序,补充完善了响应程度等级,可为低易损性固体发动机的设计和研制提供参考。

Al粉对NEPE推进剂感度的影响

研究了配方中Al粉含量和粒径对NEPE推进剂的撞击感度、摩擦感度和静电火花感度的影响。结果表明,随配方中粒径为d50=90μm、41μm的Al粉含量增加、HMX含量的降低和Al粉粒径的增加,NEPE推进剂的摩擦感度降低,静电火花感度升高,而由粘合剂包覆的小粒径Al粉可使NEPE推进剂的静电火花感度降低。

AlH_3/PEG/NG/BTTN体系的热行为研究

采用DSC-TG、热裂解原位FTIR联用技术,研究了AlH3和Al H3/PEG/NG/BTTN体系的热分解特性。结果表明,AlH3在约190℃发生吸热分解;AlH3/PEG/NG/BTTN中,硝酸酯的放热分解在176℃,明显提前于PEG/NG/BTTN体系;基于原位红外光谱分析可知,AlH3的引入促进了AlH3/PEG/NG/BTTN体系中硝酸酯O—NO2基团的分解,从而降低了Al H3/PEG/NG/BTTN体系的热安定性。

CL-20粉体的热爆炸临界温度试验研究

为了获得六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)粉体的热爆炸临界温度,分别采用差示扫描量热仪(DSC)、加速量热仪(ARC)和自研的热爆炸试验装置,对CL-20炸药粉体进行了热安全试验研究。结果表明,DSC试验、ARC试验与热爆炸试验获得的CL-20炸药粉体的热爆炸临界温度依次为231.99、200.66、174.40℃。不同的测试方法得到的热爆炸临界温度值不同。CL-20炸药的形状、尺寸、质量等对其发生热爆炸临界温度存在影响,存在尺寸效应。小药量热分析实验预估结果目前尚不能真实地反映生产尺度下含能材料的热安全性,存在小药量试验结果指导安全生产的风险和隐患。热爆炸试验更接近炸药的真实使用情况,其结果可为大药量条件下的热安全性评估提供数据支撑。

卡托辛对AP热分解影响的XPS研究

采用XPS方法研究了卡托辛对复合固体推进剂氧化剂AP热分解过程的作用机理。结果表明,热氧化后Fe原子的结合能向高位移动,再根据Fe2p3/2谱强度的变化,说明卡托辛在AP热分解过程中是逐渐氧化过程,Fe—C共轭键逐渐断裂;Cl原子的结合能向低位移动,且在200 eV左右出现低结合能的峰,同时其强度逐渐增大,Cl原子在200 eV处形成的低结合能态的可能途径是卡托辛的分解产物环戊二烯离子与HClO4的分解产物HCl发生反应,加速了HClO4的分解速度;卡托辛的二茂铁基夹心结构破坏后生成的Fe2O3具有较高的反应活性,亦加速AP离解产物HClO4的分解速度。

AP/二茂铁衍生物混合体系的热感度研究

通过局部热感度试验和DSC-TG联用仪,研究了高氯酸铵(AP)和一种二茂铁衍生物(EMT)混合体系的热感度。结果表明,减小AP粒度或增加EMT含量,能缩小AP高低温分解峰之间的差距,提高AP低温分解量,混合物的局部热感度增加。AP存在下,EMT的侧链容易发生断裂,断裂后的二茂铁或二茂铁离子活性体对AP分解起催化作用。此外,EMT不利于AP的质子转移过程,但对HC lO4的分解有较强催化作用。

火箭发动机残余装药对战斗部毁伤效果影响的模拟研究

利用铅柱压缩量、铅壔扩孔值和冲击波超压与冲量等参数定量研究了推进剂残余装药对战斗部爆炸毁伤效果的影响,并探讨了影响战斗部装药/推进剂体系铅柱压缩量的因素。试验结果表明,四种推进剂的存在对战斗部装药/推进剂体系的铅柱压缩量均有不同程度的增益作用。HTPB四组元推进剂对战斗部装药/推进剂体系的铅柱压缩量和铅壔扩孔值的贡献量要高于HTPB三组元推进剂（HTPB-3）,其铅壔扩孔值的增益量分别为81.4%和54%。比例距离范围为3.5-12.5 m·kg-1/3时,HTPB-3对1 kg战斗部装药PBXN/0.6 kg HTPB-3体系的超压TNT当量和冲量TNT当量分别贡献了18.7%和19.7%。

AlH_3/GAP混合体系的热解特性

采用原位傅里叶红外光谱法(FTIR)研究了Al H3/聚叠氮缩水甘油醚(GAP)混合体系的热解特性。结果表明:Al H3在100℃开始分解,180℃达最大分解速率,250℃左右分解完全;GAP在200℃左右叠氮基开始裂解,并形成亚胺中间体,主链的完全解聚相对滞后;Al H3改变了GAP的分解历程,Al H3/GAP在170℃开始分解,而且在分解过程中没有出现CN、CO等不饱和键,推测是由于Al H3具有较强的还原性。

卡托辛对高氯酸铵热分解动力学的影响

采用DSC、TG法研究了高氯酸铵(AP)和高氯酸铵/卡托辛(Catocene)两个体系的热分解行为,分别采用Ozawa和Kissinger方法计算了热分解反应的活化能Ea1、Ea2、Ea3和指前因子lnA1、lnA2、lnA3等动力学参数。结果表明,加入卡托辛后,DSC曲线在180℃附近多出一个放热峰,归属于卡托辛的氧化放热,AP低、高温分解表观活化能分别降低了13.2,7.1 kJ.mol-1。利用Satava-Sestak方法确定了两体系热分解的机理函数,同时探讨了卡托辛对高氯酸铵分解促进作用的机理。