某四组元复合推进剂的热分解规律研究

目的研究某四组元推进剂的热分解特性。方法进行差示扫描量热(DSC)和热重分析(TG)实验。结果分别得到了推进剂在不同温度下的DSC和TG曲线,以及同一温度下推进剂各单组分的DSC和TG曲线,并计算得到了不同升温速率下的反应动力学参数。结论推进剂的热失重主要分为三个阶段,150～220℃的范围主要为RDX的热分解,220～375℃的范围主要为AP热分解,375～515℃的范围主要为部分AP高温分解和橡胶分解。同时推进剂在200～237℃和337～385℃各出现了一个放热峰,在240～248℃出一个吸热峰。推进剂的吸热峰为推进剂中AP晶型转变的吸热峰,推进剂中两个放热峰分别是由于RDX热分解和AP的高温分解产生的。同时计算得到推进剂样品的活化能,推进剂的表观活化能在1.6×10~5～2.1×10~5J/mol的范围之间,随着热分解的进行,活化能先降低后升高。     

PBT基推进剂热分解特性与慢烤行为关系研究

目的 研究PBT(3,3–二叠氮甲基氧丁环–四氢呋喃共聚醚)基推进剂慢速烤燃响应情况与热分解特性之间的关系。方法 采用差示量热扫描仪和慢速烤燃试验,研究推进剂在不同固含量(通过改变高氯酸铵含量来调整)和不同铝粉含量下的热分解温度变化情况,计算不同组分含量下推进剂的热分解动力学参数,对比分析PBT基推进剂固、铝粉含量变化对热分解特性及慢速烤燃行为影响。结果 固含量从78%下降至75%时,配方中AP(高氯酸铵)的高、低温热分解温度和热分解活化能均会下降。铝粉质量分数从18%下降至5%时,配方中AP的高、低温热分解温度和热分解活化能均会下降。当采用78%的固含量时,配方无法通过慢烤试验,而采用75%的固含量,铝粉质量分数为18%、5%时,均能通过慢烤试验。结论 根据热分析及慢烤试验结果可认为,固含量变化对慢烤响应程度变化有较大影响,Al粉含量变化对配方慢烤响应程度的影响较小。影响配方慢烤响应程度主要由AP高温分解控制,AP高温分解活化能越低,越有利于推进剂通过慢速烤燃测试。     

甲基紫试验中改性双基推进剂的热分解机制研究

目的 研究甲基紫试验中含Al改性双基推进剂以及含RDX改性双基推进剂2种典型改性双基推进剂的热分解机理。方法 将这2种典型改性双基推进剂与普通双基推进剂进行对比试验,采用TG-DSC-FTIR-MS联用技术,通过对分解温度、放热量、分解产物等特征参数进行分析,明确3种推进剂的非等温热分解行为。采用微热量热法,在与甲基紫试验相同温度下对3种推进剂进行等温热分解行为研究。结果 含Al改性双基推进剂在程序升温条件下的热质量损失和热分解行为与普通双基推进剂的基本一致。含RDX改性双基推进剂中的NG较其他2种推进剂更易挥发,相应分解反应初期NG分解释放的NO2较少,且在整个热分解反应历程中分2个阶段,含硝酸酯基团的NC/NG体系先分解,再引起硝铵炸药RDX的热分解。在等温条件下,3种推进剂在40 min对应的反应深度均不超过0.4%,5 h对应的反应深度均不超过3%。但在分解反应初期,含Al改性双基推进剂分解反应的速率更快。结论 对比不同推进剂甲基紫安定性试验结果,并不是甲基紫试纸完全变色时间越长的热安定越好,说明甲基紫安定性试验方法存在一定的局限性。采用分解反应深度作为量气和量热方法转换的纽带,有望采用微热量热作为甲基紫试验的替代技术实现安定性的定量评价。     

二叔丁基过氧化物热稳定性与热安全性研究

利用C600微量量热仪对二叔丁基过氧化物(DTBP)在空气中的热分解进行不同升温速率的实验研究,结果表明:随着升温速率的增加,DTBP的起始放热温度和最大放热温度随之升高;DTBP热分解的活化能范围为102~138 kJ/mol;TMRad为1,8,24,50,100 h时对应的起始温度分别为107.23,83.13,74.82,68.14,62.06℃;DTBP的储罐内径越大,其对应的自加速分解温度越低。     

硝酸异辛酯储运过程中稳定性研究

为研究硝酸异辛酯在储存及运输过程中的危险特性,有效预防和减少事故的发生,按照危险货物分类测试程序,通过隔板、克南、时间压力、撞击、摩擦等试验对硝酸异辛酯的固有危险性进行了评价;利用热分析技术考察了不同温升速率、水及酸雨等条件对硝酸异辛酯的热分解特性的影响.结果表明:硝酸异辛酯在相对封闭空间内遇热量、火焰、爆炸冲击及外部的机械刺激条件下表现出轻微的燃爆危险性,但不足以将其按照爆炸品进行管理;随着温升速率的增加,硝酸异辛酯热分解起始放热温度也逐渐增大,而水和酸雨均对硝酸异辛酯的分解具有促进作用,与纯硝酸异辛酯相比,其反应起始放热温度分别降低了12.4℃和27.2℃,放热量分别增大了387.439J/g和568.076J/g,失控分解危险性大大增加.     

温度对发射药比热容影响规律研究

目的确定发射药比热容参数。方法选用发射药9/7单基药、SF-3和GATo推进剂为研究对象,利用热重分析仪研究发射药的热分解特性,确定实验温度区间。利用差示扫描量热仪采用动态温度调制法对温度区间内发射药比热容进行测量,对发射药比热容变化规律进行分析,并计算热力学函数。结果发射药的比热容随温度升高而逐渐变大。结论在进行发射药热模拟计算时,从安全角度出发,应该使用常温下发射药比热容。     

两种老化温度对某型双基推进剂的热分解性能的影响

目的探索某型双基推进剂在85℃和95℃条件下的热分解性能随老化时间的变化趋势。方法采用恒温加速老化试验,并对老化不同时间的样品进行热重分析(TG)和差示扫描(DSC)试验。结果计算了其两种老化温度条件下的动力学参数。结论某型双基推进剂性能良好,与老化时间相比,老化温度对其性能影响较大。     

CL-20/HTPB热分解机理的ReaxFF/lg反应分子动力学模拟

目的 揭示CL-20和HTPB复合体系的热分解机理,同时为CL-20/HTPB复合推进剂配方设计与应用提供理论依据。方法 采用反应分子动力学方法(ReaxFF/lg),研究CL-20/HTPB混合体系在2 500~3 500 K中5个温度下的热分解机理。结果 混合体系中的CL-20分子间反应路径仍为脱硝基和开环等反应。HTPB为混合体系引入大量的H原子与OH基团,这些自由基会与CL-20及CL-20的分解产物发生反应,例如与HNO2的大量化学反应促进了CL-20的热分解。相比CL-20单质体系,混合体系下,HNO2生成反应数量均有不同程度的增加。通过与单组分产物数量的比较可以发现,H2O的含量大大增加,且曲线到达峰值的时间更短,体系分解反应速率更快,同时CO2的含量也大幅度地减少。除此之外,所计算的混合体系的活化能(Ea)与指前因子的自然对数lnA分别为114.684 kJ/mol与25.896。对比CL-20单质体系,混合体系的活化能较小。结论 HTPB会对CL-20的热分解起到促进的作用,降低了系统对热刺激的不敏感程度。     

脱硫石膏热分解特性及其动力学参数研究

采用热分析仪,研究了氮气气氛下分析纯石膏、干法脱硫石膏和湿法脱硫石膏的热重特性,并利用Coast-Redfern法计算了三种石膏的动力学参数。结果表明:三种石膏的分解过程可分为干燥、结晶水脱除、杂质分解和硫酸钙分解等四个阶段;三种石膏中硫酸钙的起始分解温度在1 000～1 200℃之间,且两种脱硫石膏的起始分解温度比分析纯石膏有所降低;分析纯石膏的表观活化能最大,两种脱硫石膏的活化能基本相当,分析纯石膏、干法脱硫石膏和湿法脱硫石膏的表观活化能分别为214.73,128.54,111.12 kJ/mol。     

杂质对过硫酸铵热稳定性的影响

为研究常见杂质如水、酸碱、金属、盐及橡胶等物质对过硫酸铵热稳定性的影响,对过硫酸铵及过硫酸铵与不同杂质混合物在空气中的热分解反应和放热特性进行了测试,得到反应热、起始放热温度等热稳定性参数,在此基础上研究其反应动力学,得到表观反应活化能、指前因子等动力学参数,利用Semenov热爆炸模型计算了过硫酸铵及过硫酸铵与不同杂质混合物的自加速分解温度(SADT)。结果表明:杂质的加入使过硫酸铵的热稳定性降低,计算得到过硫酸铵的SADT为155℃,通过对过硫酸铵及过硫酸铵与不同杂质混合物的SADT进行比较,发现上述杂质的加入均能使过硫酸铵的SADT降低,其中水、酸、氢氧化钠加入后过硫酸铵的SADT分别降低至75℃、80℃和75℃。     

固体云爆剂热分解性能研究

目的研究固体云爆剂的热分解特性。方法利用差示扫描量热(DSC)和热重分析(TG)测定该固体云爆剂的热分解过程。分别得到固体云爆剂在不同温度下的DSC和TG曲线,以及同一温度下云爆剂不同组分的DSC和TG曲线。结合线性回归分析的方法,利用Ozawa法、Starink法以及Kissinger法计算了反应活化能。结果其表观活化能为208 k J/mol左右。结论该固体云爆剂的热分解是一个连续的过程,具有良好的安定性。     

RDX粒度对某高能硝胺发射药燃烧性能的影响

为了研究黑索金(RDX)粒度对某高能硝胺发射药(NP)常、高、低温燃烧性能的影响,在NP发射药配方的基础上,加入超细RDX和普通RDX,其平均粒径(D50)分别为6μm和40μm,制备得到新型高能硝胺发射药NPH.通过密闭爆发器试验,对比分析NP和NPH发射药在常、高、低温条件下燃烧性能的变化规律.高能硝铵发射药中,R...     

AP/HTPB底排推进剂降压熄火试样的热分解研究

为了掌握AP/HTPB底排推进剂降压熄火后的热分解特性,采用半密闭爆发器制备AP/HTPB底排推进剂降压熄火的试样,利用DSC方法进行微量样品在3种升温速率下的热分解试验,并与AP/HTPB原样测试结果进行对比分析.结果表明,在相同升温速率下,降压熄火后的AP/HTPB底排推进剂的DSC曲线中,放热峰的形状发生了变化,...     

半导体桥点火具药剂贮存寿命分析及评估

目的 对在贮存过程中的半导体桥火工品进行失效分析和寿命评估.方法 通过差示扫描量热法(DSC)对不同加速寿命实验时间的半导体桥点火具药剂进行分析,探究LTNR和亚铁氰化铅的药剂相容性.通过化学动力学,分析半导体桥点火具药剂在不同加速寿命实验时间的活化能.结果 LTNR和亚铁氰化铅均表现出良好的化学相容性,在短时间内不会...     

某型报废火箭炮弹战斗部装药安定性试验研究

为分析某型报废火箭炮弹战斗部梯黑铝混合装药的安定性,将样品加速老化处理,利用差示扫描量热仪测定了试样老化处理前后的热分解过程.分别得到老化前后在5,10,20 ℃/min升温速率下的DSC曲线和相关特征数据.采用非模函数Ozawa法,结合线性回归分析,计算了炸药热分解的动力学参数,求得试样老化处理前后在不同升温速率下平...