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。

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。

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。

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。

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。

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%。

基于红外成像原理的防静电面料中导电纤维分布的快速测定技术研究

防静电织物可有效减少服装上的静电积聚,减少安全隐患,已经在航空航天、汽车、电子等领域得到广泛应用,对国防军工和国民经济发展具有重大意义。文章阐述了一种基于红外成像原理的防静电面料中导电材料分布的快速测定技术的开发过程,结果表明,当电压为140 V、电极距离为3 cm时,所呈现的图像最为清晰,能较为准确快速地判定防静电织物中导电纤维分布位置和规律,有利于提升产品质量,提高个体防护能力。

基于飞片冲击起爆原理的微起爆序列技术研究进展

弹药信息化、智能化、小型化发展,对火工品提出了换能信息化、结构微型化、序列集成化的要求,微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)火工品技术孕育而生。近年来,随着微小型无人平台技术的发展,形成了新型微毁伤形式,对微起爆序列这一系统级MEMS火工品的应用提出了迫切的需求。本文侧重于微起爆序列的应用及要求,在微换能元设计及能量控制、微起爆能量控制及器件化、微传爆能量传递与隔爆控制、微起爆序列设计与集成及序列可靠性评估5个方面,对基于飞片冲击起爆原理的微起爆序列研究进展进行了总结。在此基础上,讨论了微起爆序列进一步发展的建议:深化微起爆传爆机理的基础研究;推进数字化工程,提升正向设计能力;加强大批量生产能力;加强微起爆序列样机的应用验证,提升技术成熟度。通过对微起爆序列技术现状的分析和未来发展的建议,以期为同行继续深入系统地开展微起爆序列技术研究、推动其应用进程提供有益参考。

MXene/Cd(N_(3))_(2)复合薄膜起爆药的制备及性能研究

针对深空复杂应用环境对火工品耐高温起爆药的迫切需求,通过静电相互作用的表面自组装方式构建了一种MXene基叠氮化镉(MXene/Cd(N_(3))_(2))复合薄膜耐高温起爆药。采用扫描电镜、X射线能谱、X射线衍射以及红外光谱对MXene/Cd(N_(3))_(2)复合薄膜起爆药的微观形貌及结构进行表征;通过差示扫描量热及热重等分析方法研究其热性能,并采用高速摄影记录其爆轰过程。结果表明:MXene纳米材料表面丰富的官能团可使Cd(N_(3))_(2)在MXene片层上分布均匀,粒径约50 nm,且在较大空隙中无沉积堆叠现象;MXene纳米材料的高比表面积和优异的导热性能可有效促进Cd(N_(3))_(2)的热分解,热分解温度为378.42℃;MXene纳米材料与Cd(N_(3))_(2)复合不会影响Cd(N_(3))_(2)的晶型及输出威力,制备所得的MXene/Cd(N_(3))_(2)复合薄膜起爆药以较少的药量即可实现点火起爆。

电爆桥膜换能元设计研究

基于国内外电爆桥膜换能元技术的研究现状,总结了桥膜换能元的基本结构和类型,给出了V形桥区电阻和质量的计算方法;并提出了电容放电输入和长脉冲恒流输入条件下桥膜换能元的电热致电爆换能模型,以便估算桥膜换能元温升及临界爆发参数。采用溅射镀膜方法制备了多种不同结构的桥膜芯片及其桥塞换能元,测试表明桥膜芯片的电阻偏差均小于±5%。电爆实验表明,电阻/质量为2.25Ω/0.196μg的芯片与Φ3.4mm的桥塞所集成的换能元,在24V/33μF放电下的爆发时间为87μs,瞬发度很高;5min恒流脉冲输入的不爆发电流约为0.91A,电流安全性较好。电阻/质量分别为1.03Ω/0.259μg和1.05Ω/0.095μg的芯片与Φ3.4mm的桥塞所集成的换能元,5min恒流脉冲输入的不爆发电流均大于1.32A,电流安全性较高。

“火-电”集成式逻辑控制装置设计及点火驱动活塞作动研究

基于弹射救生非电传爆逻辑控制系统对精确程控延期火工品的需求,设计了一种程控精确延时的“火-电”集成式逻辑控制装置,重点研究了装置中隔板点火器不同输出压力驱动活塞做功、拉断不同材料定位螺钉的规律,确定了活塞位移量、定位螺钉拉断临界压力与隔板点火器输出装药量之间的关系。结果表明:在保证活塞有效位移的情况下,相比Al2024-T4及不锈钢316材料的定位螺钉,棒H62Y2材料的定位螺钉被活塞拉断、解除限位所需临界压力最小,为86MPa,对应隔板点火器最小输出装药量为167mg;选用该材料作为活塞定位螺钉,对结构壳体及内部其他组件造成的应变损坏更小,有利于提高该装置的可靠性。

两种可靠性评估方法对总体样本中哑弹检出效率的研究

目的运用GJB 376A—2019和GJB 8185—2015可靠性评估方法,通过样本的发火试验,对发生哑弹的故障中与火工品关联的底事件检出率进行研究,提出更合理、更科学的应用方法以及改进建议。方法采用蒙特卡洛模拟仿真的方法,研究升降法标准差估值无偏情况下,2个标准中规定的可靠性评估方法对底事件的检出效率。结果GJB 376A—2019规定的方法对于哑弹的检出效率远高于GJB 8185—2015规定的方法。结论GJB 376A—2019更便于工程应用,GJB 8185—2015存在哑弹检出效率方面的局限性,建议在标准中进行的升降法试验程序中,增加对于出现的不发火样品的约束条件。

爆炸箔1A1min及最大不损坏电流试验方法研究

针对爆炸箔起爆器抗直流电流能力和意外受到射频敏感特性的相关问题,建立了爆炸箔1A1min及最大不损坏电流试验方法,开展了不同基底结构的爆炸箔1A1min不损坏电流以及最大不损坏电流试验验证。试验结果表明:采用本试验方法可以有效地测试爆炸箔起爆器1A1min不损坏电流值及最大不损坏电流值;爆炸箔在经历1A1min不损坏电流试验前后的桥区几乎没有发生任何变化,且试验后其功能正常、作用可靠;对于聚酰亚胺基底的爆炸箔,当加载电流值越接近最大不损坏电流值时,桥区反应颜色越深;对于陶瓷基底的爆炸箔,当施加电流小于最大不损坏电流时,桥区颜色几乎未发生明显变化;两种不同基底结构的爆炸箔在经历最大不损坏电流试验后,桥区的电阻和电感参数均未发生明显变化,均在测试误差±10mΩ和±10nH范围之内。

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。

液氧-甲烷发动机点火器接口过度烧蚀问题研究

针对某液氧-甲烷发动机试车中出现的点火器与管路接口过度烧蚀问题,进行了原因分析及试验验证,提出改进措施并对其进行试验验证。结果表明:接口倒台阶和缝隙过大是造成过度烧蚀的原因。采用“突变式”变径结构代替“斜面过度”变径结构,可避免点火器与管路内径公差设计不合理及装配不对位造成的倒台阶问题;并且,将石墨垫圈厚度由4.0~4.5 mm调整为2.6~3.0 mm,可使压紧后接口缝隙小于0.1 mm。试验表明改进措施有效。

弱密封火工品的失效模式和贮存性能研究

目的获取弱密封火工品在温度和温湿度环境下的失效模式和贮存性能。方法设计温度和温湿度2种环境下2种弱密封火工品的加速寿命试验,对加速贮存后的火工品进行外观检查、性能测试和失效模式分析。结果点火头这类防潮漆密封火工品的失效模式主要是作用时间变长,点火能力不足,其失效机理主要是脚线的氧化、药剂的潮解和药剂中还原剂的氧化。火焰雷管这类绸垫涂胶密封的火工品,在温湿度应力下的失效模式主要为输出能力下降,其失效机理主要是部羧铅遇水发生化学反应。结论弱密封火工品在温湿度环境下的贮存特性与自身密封性和装药特性有密切关系,其失效速率取决于自身的密封性和主装药剂的吸湿性和稳定性。

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。

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。