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。     

浅析盐雾环境对火工药剂安定性能的影响

目的 获取海洋生态环境条件下火工药剂性能变化的规律,开展火工药剂在盐雾环境中的安定性试验研究,以保障火工药剂的可靠性。方法 通过SEM成像技术和X–射线衍射技术表征2种典型起爆药叠氮化铅(Lead Azide,LA)和斯蒂芬酸铅(Lead Styphnate,LS)在盐雾试验前后微观形貌及组分的变化,并结合DSC热分析技术,从热分解动力学角度,开展火工药剂在盐雾环境影响下失效机理的研究。结果 在盐雾环境应力的影响下,LA的长柱状晶体结构发生脆化,层裂成不规则的小片状晶型,且随着盐雾试验时间的增加,LA的热分解反应峰会逐渐前移,试验后产物组分只有Pb(OH)Cl,其本质安定性显著下降。LS受盐雾环境应力的影响,其棱柱状晶体结构会层裂为小片状晶型,且部分LS分解形成Pb3(CO3)2(OH)2,导致其安定性降低。结论 2种典型火工药剂LA和LS受盐雾环境应力因素的影响,都会发生失效分解反应,与LA相比,LS在盐雾环境下具有更加稳定的安定性能。     

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。     

HTPB类推进剂热安定性的共性规律研究

为了了解不同配方的HTPB推进剂是否具有热安定性的共性规律,采用热减量法,通过不同温度的热老化试验,研究了4种不同配方的HTPB推进剂的热安定性的变化规律,得出了不同配方的HTPB推进剂具有相似的特征分解规律和热安定性规律的结论.该结论对预估HTPB推进剂的库房贮存性能具有重要的参考价值.     

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。     

NG/NC基体对复合改性双基推进剂机械感度的影响

目的 研究硝化甘油(NG)增塑的硝化棉(NC)基体对复合改性双基(AP/CMDB)固体推进剂机械感度的影响。方法 采用光辊压延法和柱塞式挤出法,分别制备NG增塑的NC吸收药样品及以其为基体的固体推进剂样品,采用扫描电镜表征不同增塑比的NC/NG基体及推进剂的微观形貌,采用摩擦感度仪、撞击感度仪测试NG/NC基体及推进剂的机械感度。结果 当NG的质量分数由41.5%降至37.5%时,NG/NC基体的撞击感度降低53.0%。加入超细高氯酸铵(AP)后,采用NG质量分数为37.5%的基体的推进剂,撞击感度增加46.7%,而加入球形铝粉后,AP颗粒分散均匀性和NG/NC网络均匀性增加,推进剂抗冲强度提高,撞击感度及摩擦感度分别降低44.4%和20.0%。结论 AP/CMDB推进剂的机械感度与微观结构明显相关,AP的加入提高了推进剂机械感度,Al粉的加入提高了粉体的分散均匀性和NG/NC对粉体颗粒的包裹效果,降低了推进剂机械感度。     

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。     

自然老化对FOX-7基双元混合物相容性的影响

目的 掌握自然老化如何影响1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烷(FOX-7)基双元混合物的相容性,揭示老化过程对其相容性的潜在影响。方法 采用热分析技术(差示扫描量热法,DSC)和非热分析技术(傅里叶变换红外光谱,FTIR),对老化前后FOX-7基双元混合物的热分解特性和分子结构特征进行评估。利用DSC测得混合物和单质FOX-7的DSC初始分解峰温,对FOX-7与8种含能材料和4种惰性材料的相容性进行评估,再结合FTIR的测试结果辅助说明混合物分子结构的变化。结果 DSC热流曲线显示,除FOX-7/RDX混合物外,其他研究对象在老化前后均展现出良好的相容性。然而,以FOX-7/CL-20为代表的混合物在老化后的最大放热峰温出现明显变化,表明老化对这些混合物的相容性产生了影响。在FTIR光谱分析中观察到的官能团变化进一步表明,FOX-7与RDX、CL-20、AP、HTPB、DOS或WAX等组成的双元体系在老化过程中发生了化学反应。结论 本研究的发现对理解和评估老化过程对FOX-7基双元混合物相容性的影响具有重要意义,可用于指导FOX-7基含能材料长期储存和使用中的安全设计。     

O3、O3/H2O2、O3/H2O2/UV工艺降解炸药工业废水中RDX的试验研究

为了研究高级氧化技术对含黑索今(RDX)的炸药工业废水的处理效果,本文采用O3、O3/H2O2、O3/H2O2/UV 3种氧化工艺分别对废水中的RDX进行了降解试验,并对比分析了3种工艺的处理效果和机制。结果表明:O3/H2O2、O3/H2O2/UV工艺对RDX的去除率明显优于O3工艺;提高体系的pH值将有利于RDX的降解;随着RDX初始浓度的增加,RDX的去除率呈现下降趋势;投加H2O2和UV照射可提高臭氧的利用率,且O3/H2O2/UV工艺催化臭氧分解的能力比O3/H2O2工艺强。     

HMX与低熔点含能材料混合物的热安定性研究

目的 研究环四亚甲基四硝胺(HMX)与2,4,6-三硝基甲苯(TNT)、2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)、3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)3种低熔点、高挥发性含能材料混合后的热安定性及相关性质.方法 将HMX与3种低熔点含能材料按照质量比1:1进行混合,采用动态测压热分析法(DPTA)、差示扫描量热法(DSC)...     

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...     

生物质型煤固硫添加剂的固硫增强作用

在管式炉中进行了生物质型煤的燃烧固硫试验,考察了Al₂O₃、Fe₂O₃和MnO₂共3种添加剂对钙基固硫剂的固硫增强作用.结果表明,只有Al₂O₃增强了型煤的固硫作用.通过TGA试验进一步证实,在还原性气氛下Al₂O₃可有效地抑制固硫产物CaSO₄的高温分解.XPS和XRD分析表明,Al₂O₃通过与CaSO₄和CaO作用,形成了热稳定性高的复盐CaSO₄·3CaO·3Al₂O₃,并包裹在CaSO₄晶体的表面,从而抑制了CaSO₄的分解.     

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...     

不敏感发射药检测与评估技术研究综述

为了深入研究不敏感发射药,从全尺寸发射药不敏感性能试验、实验室感度试验及小型模拟试验三个方面,综述了发射药在各类刺激源下响应特性检测评估技术的研究进展,重点阐述了具有发射药特点的小型模拟检测手段和方法。如热碎片传导点火试验、小规模慢速烤燃装置试验及发射药床临界直径试验方法等,提出了不敏感发射药检测与评估迫切需要发展的方向。研究发射药小型模拟试验及评估技术,该类方法可研究发射药配方组分、药型等对其敏感性响应规律及机理,有望减少或替代全尺寸发射药装药的外场响应试验;发展适用于发射药多孔离散状结构的试验方法、反应判据及评估标准,促进高能不敏感发射药的研究和应用;开展发射装药对弹药生存能力影响评估技术,结合典型弹药研究装药结构等对其反应等级的影响规律。     

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。     

固体推进剂老化过程影响因素及化学反应机理研究进展

基于固体推进剂的贮存老化,以NEPE推进剂和以HTPB推进剂为代表,综述了近年来固体推进剂老化进程中所受的各种影响因素、作用机制及化学反应机理研究进展。总结了温湿度、应力和环境气氛为代表的外部环境因素,配方性质、组分变化和添加剂等内部影响因素对推进剂老化及贮存失效期限的影响。分别从微观和宏观角度出发,分析了内外部各种影响因素加速或减缓固体推进剂老化进程的作用机制。此外,针对黏合剂、氧化剂、防老剂等化学组分,总结了固体推进剂贮存老化期间发生的氧化交联、分解、降解断链等主要化学反应,并分析了各个反应发生的机理及原因。最后,展望了未来固体推进剂老化影响因素研究的发展趋势,并为今后固体推进剂老化机理及失效模式研究提供了研究思路。     

硫酸羟胺的自加速分解温度和稳定性研究

通过快速筛选热分析试验对硫酸羟胺热危险性进行定性分析,对其热分解过程进行初步研究,获得温度、压力变化规律;再运用C80微量热仪对硫酸羟胺进行深入分析,得到硫酸羟胺的化学反应动力学参数,根据Semenov模型计算其自加速分解温度（SADT）。试验结果表明：由RSD初步筛选试验得到硫酸羟胺在164．2℃时即发生分解放热;用C80法得到硫酸羟胺的起始热分解温度为137．1℃,并计算了该物质在3种典型包装下的自加速分解温度。由SADT得到储存、运输过程中硫酸羟胺的控制温度,从而为减少硫酸羟胺事故的发生提供必要的参考数据。     

紫外光降解黑索金(RDX)的研究

本课题对模拟废水中RDX在紫外光和氧化剂等作用下的光化学降解情况进行了研究.运用正交设计法来安排实验,获得了废水的酸碱度、过氧化氢与亚铁离子的投加量、紫外光照射的时间等RDX降解的最佳条件.自行设计了光化学降解装置.在最佳条件下对RDX模拟废水进行光化学处理,并利用721分光光度计以及TOC-500测试仪对实验结果进行鉴定,取得了较为满意的结果.