陕西应用物理化学研究所科研实验楼施工技术简介

陕西应用物理化学研究所科研实验楼是国家科研保障项目,于2008年建成后至今,各项功能运转良好。本文简述了该工程基坑支护与桩基工程、防水工程、幕墙工程、钢结构工程以及外墙节能工程方面所采取的施工技术。

陕西应用物理化学研究所荣获集团公司“绿色低碳促提升”优秀案例二等奖、三等奖

近日,集团公司公布了“绿色低碳促提升”优秀案例,陕西应用物理化学研究所“分布式空气源热泵供热(制冷)系统应用案例”“火工品销毁废气治理项目”分获节能降碳优秀案例二等奖、环境保护优秀案例三等奖。

陕西应用物理化学研究所首次获批国家自然科学基金项目

近日,国家自然科学基金委员会发布了《关于2022年国家自然科学基金集中接受申请项目评审结果的通告》,陕西应用物理化学研究所国防科技重点实验室卢飞朋博士喜获青年科学基金项目立项资助,实现陕西应用物理化学研究所在国家自然科学基金领域的首次突破。

镍铬硅薄膜换能元的制备及其发火性能研究

为了探索镍铬硅薄膜换能元的发火性能,采用MEMS工艺制备了镍铬硅薄膜换能元。利用扫描电子显微镜(SEM)和四探针法对镍铬硅薄膜进行了性能表征;依据GJB/Z 377B-2022感度实验中兰利法进行了镍铬硅薄膜换能元感度测试;在发火电压27 V、发火电容33μF条件下对镍铬硅薄膜换能元进行了发火性能测试。结果表明:镍铬硅薄膜表面平整、致密性较好,且具有负电阻温度系数,其换能元平均发火电压比镍铬薄膜换能元高;镍铬硅薄膜换能元作用过程中产生等离子体,瞬发度高。

Ni-Cr薄膜换能组件静电响应特性与发火概率预测研究

针对电火工品在静电放电影响下可能发生误发火的问题,以Ni-Cr薄膜换能组件为研究对象,提出了一种分析其在人体静电放电下的响应特性,并预测发火概率的方法。首先,介绍了Ni-Cr薄膜换能组件系统架构,并建立了电火工品静电放电等效电路模型;其次,研究了Ni-Cr薄膜换能组件静电放电响应特性,分析了换能组件尺寸和放电电压对薄膜桥区温度的影响规律;最后,构建了Ni-Cr薄膜换能组件在统计特征下的输入条件,确定了换能组件失效判据,进而结合发火感度试验与数理统计方法,实现了在静电放电条件下电火工品发火概率的预测。研究结果表明:预测发火概率与试验值误差不超过5%,验证了本文方法的有效性。

TaNZr薄膜换能元发火性能研究

目的 探索Zr对TaN薄膜换能元发火性能的影响。方法 利用MEMS技术制备4种TaNZr薄膜换能元。利用SEM、能谱分析和四探针对TaNZr薄膜进行性能表征。在电容发火的条件下,获得换能元的发火性能。结果 TaNZr薄膜表面平整。TaNZr薄膜的电阻温度系数为负值。随着Zr膜比例的增大,方块电阻和TCR均不断增大。TaN_(0.6)Zr_(0.3)薄膜换能元的平均发火电压最小,为4.58V。TaN_(0.2)Zr_(0.1)的作用时间最长。结论 TaNZr薄膜换能元具有高瞬发性、发火电压低等特点,为换能元的设计提供了一种新思路。

电阻性换能元电爆特性与最大不熔断电流特性试验方法研究

针对火工品电阻性换能元作用的可靠性和安全性问题,提出了电阻性换能元电爆特性及最大不熔断电流特性的试验方法,并采用该试验方法进行了桥膜换能元及桥带换能元的相关试验。试验结果表明:桥膜换能元最小爆发电压为20 V,最小爆发电流为1.5 A;桥带换能元最小爆发电压为22 V,最小爆发电流为2.0 A。桥膜换能元的最大不熔断电流为1.6 A,经历1.7~1.9 A的5 min不熔断电流试验后,换能元电阻显著减小;而桥带换能元的最大不熔断电流为1.2 A,在相同条件下未观察到电阻减小现象。

一种双级弹射作动筒对抛分离输出特性研究

为满足武器系统低过载对抛分离功能要求,设计了一种对抛式双级弹射作动筒,基于零维内弹道理论建立了对抛式双级弹射作动筒内弹道模型,对其分离输出特性进行了仿真,并对内弹道模型的准确性进行了试验验证。结果表明,对抛式双级弹射作动筒内弹道模型准确可靠,压强仿真曲线与实测曲线基本吻合,分离输出参数仿真值与实测值基本一致,误差不超过5%。本研究能够为同类型对抛式双级弹射作动筒的设计提供理论指导。

一种套装式子母弹抛撒用燃气发生器的设计研究

为实现子母弹低过载抛撒功能,设计了一种套装式燃气发生器,通过在燃气发生器燃烧室外增加套装壳体形成降压增容辅助室,从而提高抛撒机构的初始作用容积,以达到降低抛撒过载的目的,并通过仿真和试验手段对基于套装式和典型结构燃气发生器的抛撒机构内弹道性能进行了对比研究。结果表明:在相同抛撒速度下,套装式燃气发生器产生的抛撒过载为16.2g,比典型结构燃气发生器的抛撒过载降低了10.4g,降比约39%,过载降低效果明显。本研究为低过载子弹抛撒用燃气发生器设计提供了新的思路。

一种高速低过载导弹弹射分离燃气做功装置设计研究

为满足某型号导弹弹射分离燃气做功系统低过载及高出筒速度的要求,基于两级燃气发生器分时序点火方式,设计了一种新型两级组合式弹射分离燃气做功装置,建立了弹射内弹道仿真模型,对其作用过程中高、低压室内部压强、负载速度及冲击过载进行仿真和试验研究,并与基于单燃气发生器的导弹弹射分离过程进行了对比。结果表明:所设计的两级组合式弹射分离燃气做功装置的负载出筒速度为19.4 m·s^(-1),最大过载为31.4 g,能够满足高出筒速度和低过载的指标要求;低压室最大压强、负载最大出筒速度和最大过载的仿真和试验误差分别为4.4%、-3.1%和2.5%,表明所建立的两级组合式燃气做功装置内弹道模型具有较高可靠性,能够有效指导同类型弹射内弹道设计和性能预测。

纳米多孔硅粉的化学腐蚀及其理化性质表征

以纯度大于99%,粒径20μm以下的硅粉为原料,以HF、HNO3、蒸馏水及亚硝酸钠为腐蚀介质,采用化学腐蚀法制备纳米多孔硅粉。利用扫描电镜、全自动比表面积仪以及傅里叶变换红外光谱仪对纳米多孔硅粉进行了表征。制备了多孔硅/高氯酸钠复合材料并进行了燃烧实验。结果表明,腐蚀体系中硝酸浓度是影响孔径分布的主要因素。腐蚀时间则是增大纳米多孔硅粉比表面积的关键因素。最佳腐蚀条件为硝酸浓度5.2%,腐蚀时间120 min。制备的纳米多孔硅粉为介孔材料,表面存在大量的硅-氢键,比表面积达58.2264 m2·g-1。制备的多孔硅/高氯酸钠复合材料能剧烈燃烧,伴有爆燃现象,能用作绿色点火药剂或燃烧剂。

KDNP与KDNP·H_2O的量子化学研究

以Materials Studio软件为基础,使用Dmol3模块以B3LYP/DNP方法对7-羟基-4,6-二硝基-5-氢-苯并呋咱钾(KDNP)和7-羟基-4,6-二硝基-5-氢-苯并呋咱钾的一水化物(KDNP·H_2O)进行了分子性质模拟预测,并对KDNP和KDNP·H_2O晶体的爆轰性质进行了模拟计算。计算结果表明KDNP分子结构具有共面性,而KDNP·H_2O中H_2O分子与苯并氧化呋咱环异面,二面角为29.35°;键级计算推断出两种分子均具有一定共轭性。静电势预测出KDNP·H_2O比KDNP有较高的撞击感度。计算所得前线轨道能量差KDNP·H_2O比KDNP小。根据以上计算结果使用最易跃迁法预测出KDNP·H_2O较KDNP敏感。此外,KDNP·H_2O晶体的爆轰性能与KDNP不带结晶水的晶体基本处于同一水平。

某液体火箭发动机用起动器峰值压力时间超差故障研究

针对某液体火箭发动机用起动器峰值压力时间超差故障,进行了原因分析,提出了改进措施并对其有效性进行了试验验证。结果表明:造成起动器峰值压力时间超差故障的原因为起动器内膜片与端盖间的焊接强度不足,在高温燃气冲击下膜片过早脱落、烧蚀,从而导致压力提前泄放。提出将1圈焊接改进为2圈焊接、将点焊改进为连续焊接,焊接后增加气密性及承压性能检测,以及加强削弱槽深度检测等改进措施。验证试验表明上述改进措施可有效避免起动器出现峰值压力时间超差故障。

研究所重组后的信息资源管理的探讨

本文探讨了现行的研究所管理体系,并分析了信息资源在研究所这特定条件下,管理和建设过程中的特点,目前(重组后)信息资源管理软件系统存在的问题,以及相应的解决方法,为信息化建设发展提供认识上的建议。

半导体桥火工品电磁响应及其防护技术仿真研究

为了研究半导体桥(SCB)火工品在连续电磁波、核电磁脉冲环境下的响应特性及防护技术,采用COMSOL仿真软件建立了SCB组件仿真模型,分别研究了并联瞬态电压抑制(TVS)二极管前后SCB组件在连续电磁波、核电磁脉冲照射状态下的感应电流和桥区温度的变化。结果表明:场强为1 200 V·m~(-1)、频率为1.15 GHz的连续电磁波以及上升时间为5 ns、半高宽为24 ns、幅值为10 k V·m~(-1)的核电磁脉冲照射,均可能使SCB桥区温度高于常用起爆药的作用温度,从而导致SCB火工品意外发火;并联TVS二极管对连续电磁波、核电磁脉冲均起到较好的防护效果,连续电磁波照射下SCB的感应电流峰值衰减率大于64.79%,核电磁脉冲照射下SCB桥区最高温度衰减率为54.34%。

叠氮化银起爆药连续化合成芯片的设计与应用研究

针对叠氮化银(AgN3,简写为SA)起爆药合成过程对于反应溶液快速混合的要求,设计制作了连续反向旋T形微混合芯片,并采用Ansys Fluent仿真模拟软件对芯片结构及反应物流速等因素对混合效率的影响规律进行了研究,优化获得了高效微混合芯片结构。使用该芯片进行了纳米SA起爆药的连续化合成,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)研究了SA起爆药的形貌、成分结构与热性能。结果表明:当微混合芯片的通道尺寸为1 mm,对撞角度180°,反应物流速4 mL·min^(-1)以上时,可获得接近100%的混合效率。通过调节反应物流速、浓度和添加表面活性剂,可有效调控产物粒径及其分布,且反应产物主要成分为正交晶系的AgN3晶体。相较常规方法,使用微流控方法制备的SA起爆药放热峰温度由365.2℃提前到358.2℃(降低7℃),且放热量由851.6 kJ·kg^(-1)升高到976.7 kJ·kg^(-1)(升高14.7%),表明微流控方法制备的SA起爆药具有更高的反应活性和能量。

5-硝氨四唑类金属起爆药的量子化学研究

采用密度泛函理论的BLYP/DND计算方法,对4种5-硝氨四唑金属起爆药进行了结构优化和能量计算。通过对其全优化几何构型、电荷分布、前线分子轨道及分子总能等性质进行分析,表明:标题物共面性较高,具有电子离域性和分子共轭性;活性中心主要集中在金属离子和N(1)、N(4);Cu的硝氨四唑盐的感度比Na、Ca高。此外还计算了各标题物的红外光谱和热力学性质。

JHX-1不敏感传爆药的起爆与传爆特性研究

聚黑烯-1(JHX-1)是一种新型的不敏感传爆药。采用水悬浮工艺制备了JHX-1,通过模压成型工艺制备了不同尺寸的炸药药柱,利用电测法测试了JHX-1的爆速、临界爆轰直径以及爆轰增长距离。结果表明:JHX-1具有较低的机械感度,摩擦感度最高为8%,撞击感度最高为4%;97%理论最大密度时的爆速为(8432±25)m/s;临界爆轰直径小于5 mm,在临界起爆压力下,爆轰增长距离不大于18 mm。JHX-1在保持不敏感性的同时,具备了良好的起、传爆稳定性。

某火工分离作动器的冲击抑制技术研究

针对某火工分离作动器分离作用时冲击过大的问题,基于装置结构及工作原理进行冲击特征点分析,在仿真计算设计参数对冲击影响程度的基础上,提出了优化装药设计和设置异型金属缓冲结构相结合的冲击抑制技术。仿真分析及试验验证表明,提出的冲击抑制技术有效,可将该分离作动器的冲击峰值由3 645.30g降至635.55g。本研究为火工装置类产品的降冲击设计提供了参考。

并联热敏电阻对半导体桥换能元直流响应的影响研究

并联热敏电阻是提升半导体桥(SCB)火工品临界熔断电流的有效措施。本研究利用恒流电源和红外测试系统,对不同直流激励条件下并联热敏电阻对半导体桥响应的影响进行了试验研究。试验测试了换能元桥区温度及临界熔断电流,结果表明,并联负温度系数(NTC)热敏电阻能显著提高SCB的临界熔断电流至原来的1倍以上,同时使桥区温度最大降低68%。经计算,NTC热敏电阻的分流效果范围为34.4%~74.4%。本研究不仅验证了并联NTC热敏电阻对提高3Ω敏感型SCB火工品安全性的显著效果,而且为SCB火工品在复杂电磁环境下的应用提供了技术支撑。