讨论了脱湿对硝胺CMDB推进剂力学性能的影响和脱湿机理,总结了改善硝胺CMDB推进剂力学性能的各种技术途径,认为键合剂是增强硝胺CMDB推进剂界面粘接、提高力学性能的有效和现实的技术途径,综述了键合剂的主要种类及其最新应用研究进展;分析了键合剂在硝胺CMDB推进剂中应用的难点和键合剂选择原则,表明在硝胺CMDB推进剂中应用键合剂是必要和可行的.

研究了含普通铅、铜盐催化剂的低燃速、低燃温双基推进剂的燃烧性能、热分解性能及熄火表面形貌特征和元素分布.观察到如下试验现象:(1)熄火试样表面元素分布不均匀,C元素和催化剂在熄火表面均有不同程度的积累;(2)含催化剂的试样燃烧熄火表面有大小不等的球体出现,催化剂不同,形成的球体直径分布不同,球体成分以Pb为主,兼有少量其它元素,各球体相互连接形成链状、短枝状;(3)含和不含催化剂的配方未燃表面无球体出现.结果表明,适用于普通双基推进剂的铅、铜盐催化剂在低燃速低燃温双基推进剂中同样具有催化作用,对热分解性能也有重要影响.

用加热回流强迫水解法制备了α-Fe2O3,系统地研究了以FeCl3水溶液为前驱物,表面活性剂对转化速率的影响.实验结果表明,在反应体系中加入少量CTAB可使转化速率大大提高,加热回流仅24 h即可完全转化为多晶α-Fe2O3,且FeCl3的初始浓度可提高到0.25 mol/L,不加CTAB时,经同样时间的加热回流处理,所得产物仍为β-FeOOH;加入DMF也可使转化速率提高;加入SDS转化速率降低.同时分析了不同表面活性剂对转化速率影响的机理,并用粉末X射线衍射、透射电镜等手段对产物进行了表

通过测试撞击感度、摩擦感度和燃速,研究了含相稳定硝酸铵(PSAN)的改性双基(CMDB)推进剂的燃烧性能和机械感度.结果表明,PSAN可改善CMDB推进剂的机械感度;用PSAN作氧化剂,其推进剂的燃速低于RDX作氧化剂的燃速,压强指数高于后者的压强指数;1～5 MPa压力范围内随PSAN在配方中含量的增加,推进剂的燃速降低,压强指数升高.

利用燃速和火焰结构测试、TG-DTG和高压DSC实验分别研究了含1,3,3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)的两类(TZ-CMDB和TZ-NEPE)推进剂的燃烧性能和热行为,发现了TNAZ对推进剂燃速、压力指数和火焰结构的影响及高压下TNAZ对上述两类推进剂中其它含能组分分解的影响,并得出常压下TZ-CMDB和TZ-NEPE推进剂受热时,TNAZ挥发和分解的温度范围为58～190℃.关

为了改善力学性能,合成了与硝化甘油(NG)、硝化纤维素(NC)具有良好相溶性的新型热塑性聚氨酯弹性体(TPUE),并应用于改性双基推进剂研究中.研究了热塑性聚氨酯弹性体对硝胺改性双基推进剂的能量性能、力学性能、燃烧性能以及工艺性能的影响.结果表明,在改性双基推进剂中引入TPUE,推进剂的工艺性能、力学性能,尤其是低温力学性能明显提高,燃速和爆热会稍有降低.

采用透过率(激光透过率、可见光透过率)表征推进剂火焰烟尘的量,以理论计算温度作为CARS(CoherentAnti-Stokes Raman Spectrometry)测温的相对标准温度,并将测得的CARS温度与热电偶温度进行了对比.通过研究CARS温度和理论计算温度的差值与透过率的相关性得到烟尘对CARS测温的影响规律:CARS测温的偏差随着推进剂火焰中烟尘量的增加而增大;推进剂火焰烟尘对CARS测温精度的影响规律基本呈线性关系.

讨论了改性双基球形小粒药中RDX颗粒的分布和RDX热分解的特点,提出了RDX改性双基球形小粒药的燃烧机理.通过密闭爆发器实验测定了RDX改性双基小粒药的燃烧特性,并对实验结果进行了理论分析.结果表明,改性双基球形小粒药中RDX与双基火药基体的分解是各自独立进行的;随着压力的升高,改性双基小粒药的燃速将大于改型双基小粒药的燃速.

为了科学评估库存发射药的安全贮存寿命,通过对库存弹药(发射药)长期贮存试验研究,得到了在库存环境下贮存30多年部分发射药的DPA含量试验数据,建立了相应的数据处理数学模型和安全贮存寿命预测方法.依据试验结果和该数据处理方法,计算出该发射药在置信水平为90%的条件下,安全贮存寿命不低于56年.经试验验证,该评估结果与实际情况基本相符,表明提出的估算库存发射药安全寿命的方法是可以接受的.

采用简单易行的见证板试验研究了单基药的爆轰性能.实验结果表明,9/7单基药自由装填可正常起爆,经钝感后爆轰感度下降,自由装填后爆轰不完全,用硝酸铵胶液填充后可改变其爆轰性能;5/7粒状单基药包覆和填充前后的爆轰性能与9/7单基药相同,22/1单基管状药填充前后爆轰性能可以由不完全变为完全;得到单基药爆轰性能可控制的结论,并且装药药型和装药量对爆轰性能也有影响.

针对现有太根包覆发射药,研究了其内外包覆层在不同温度下的力学性能.通过拉伸、压缩和冲击试验,探讨了内外包覆层力学性能的差异,并通过中止燃烧试验,得出实际太根包覆药在不同温度下的破孔规律.研究发现,太根药内外包覆层的力学性能受温度影响较大,可利用这一特性来制造低温感包覆药.加入阻燃剂二氧化钛后,包覆层的力学性能降低,但在不同温度下的变化趋势不变,不会对包覆药的整体效果造成不利影响.

组装了一套用于测定含能物质的爆燃延迟期的装置,在507～547 K和0.1～9.1 MPa下研究了六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)的爆燃延迟期τ,温度升高使爆燃延迟期τ缩短.在507 K和517 K温度下,高压(≥5 MPa)使爆燃延迟期τ增加;在527 K和537 K下,压力使爆燃延迟期τ缩短.计算了不同压力下的动力学参数,HNIW的爆燃反应活化能随压力增加而增加,研究了不同温度(≤489K)和压力下HNIW的热分解,压力对HNIW的热分解具有抑制作用.

从丙酮-水混合溶剂中培养得到了3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)单晶,用X-射线单晶分析、元素分析以及红外光谱分析对DNTF的分子结构进行了表征.结果表明,DNTF的分子式为C6N8O8,分子量为312.14,晶体属于正交晶系,P2.2.2空间群;晶体学参数如下:a=1.0746(7)nm,b=1.5099(10)nm,c=0.6596(4)nm;V=1.0702(1) nm3;Z=4;Dc=1.937 g/cm3;μ=0.182 mm-1;F(000)=624.最终的偏差因子R1=0.038.

以棉纤维为原料,在均相反应状态下合成了一种新型推进剂用含能黏合剂一叠氮纤维素.首先利用棉纤维素粉溶解在DMAc/LiCl溶剂体系中,与甲苯磺酰氯进行均相磺酰化,得到一定酯化度的纤维素甲苯磺酸酯,然后在DMSO中进行均相亲核叠氮反应,得到取代度为0.6～1.0的叠氮脱氧纤维素.讨论了浴比、反应时间、反应温度等因素对叠氮反应的影响.产物用元素分析、FT-IR和X射线衍射进行了表征.

以1,4,5,8-四氮杂双环[4.4.0]癸烷为原料,经亚硝酸钠在盐酸中亚硝化、五氧化二氮在硝硫混酸介质中硝解,得到1,4,5,8-四硝基-1,4,5,8-四氮杂双环[4.4.0]癸烷,并用红外光谱和元素分析方法对产物进行了结构鉴定,产物收率达85%.

利用有限元分析计算方法分别对爆炸网络控制定向战斗部和中心起爆战斗部装药驱动破片过程进行了研究,得到该过程的动画演示过程和各种相关数据.通过对数值模拟数据的处理,得到爆炸网络控制定向战斗部破片速度和数目的分布规律以及爆炸网络控制定向战斗部相对于中心起爆战斗部在增益区内的破片速度增益、数目增益和能量增益结果.

将e-HNIW分别在水、甲苯、正庚烷、环己烷4种溶剂中于70℃下加热4 h后进行傅立叶变换红外光谱(FTIR)测定及差热分析(DTA).FTIR图谱表明,加热后的e-HNIW谱图与未经加热的一致,即加热后的HNIW仍为ε型.DTA曲线显示,在2,5,10及20℃/min的升温速率下,加热4 h后ε-HNIW的分解峰温与未加热的峰温的改变量ATp分别为0～2.6℃、0～2.6℃、1～1.9℃及0～2.5℃.用Kissinger法和Ozawa法对热分解曲线进行热分解唯象动力学处理,求得4种加热后试样的分解表观活化能,且两种方法计算出的结果误差在2%以内.可以认为,ε-HNIW在上述溶剂中于70℃下加热4 h后,热安定性没有改变.

用溶液-水悬浮法和超临界CO2包覆法研究了HMX/NTO为基的塑料粘结炸药(PBX)的制备工艺,用组分分析和IR分析了制得的产品.结果表明,溶液-水悬浮法工艺不适合在水溶液中制备含NTO的PBX,而超临界流体包覆技术是制备NTO类水溶性炸药的无污染的有效途径.

以2-甲基咪唑为原料,通过硝化、水解反应,合成了1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(DADE),产率为13.4%,经元素分析、红外光谱、质谱、核磁共振等表征了其结构,研究了硫酸浓度、反应温度、反应时间等因素对产率的影响,并测试了DADE的密度、爆速、感度、真空安定性、爆发点等物化和爆轰性能.

用电探针和锰铜压力计分别测定了φ20 mmTATB、TCTNB/Wax(97%/3%)以及TCDNB/Wax(97%/3%)3种药柱的爆速和爆压,同时用VLWR爆轰程序计算其爆轰参数和C-J产物的平衡组成.实测结果表明,TATB爆速为7.452 mm·μs-1,爆压为24.40 GPa;TCTNB 97%和Wax3%配方的爆速为6.890 mm·μs,爆压为20.28 GPa;TCDNB 97%和Wax3%配方的爆速为5.973 mm·μs-1,爆压为15.30 GPa.理论计算值和实验值比较接近,获得了较好的结果.

用喷雾干燥法制备了超细TATB-BTF核-壳型复合粒子.通过BTF在TATB表面结晶沉积,达到对超细TATB粒子进行包覆的目的.扫描电镜分析显示粒子表面形态发生了一定变化,表明TATB粒子表面有包覆层,用光电子能谱(XPS)对粒子表面各成分含量进行了分析.对复合粒子的热行为进行了DTA分析.结果表明,核粒大小是影响超细TATB-BTF核-壳型复合粒子包覆效果的主要因素.

用DSC和DTA研究了LaCoO3对含AP的RDX基混合炸药热分解特性的影响.结果表明,纳米LaCoO3对含有AP的RDX基爆炸混合物的热分解具有一定的催化作用;纳米LaCoO3使RDX基混合炸药的撞击感度和热感度降低,摩擦感度增大.

以三羟甲基丙烷为原料,通过硝化反应,合成了1,1,1-三羟甲基丙烷三硝酸酯,研究了不同硝化剂对合成1,1,1-三羟甲基丙烷三硝酸酯的影响,找出了最佳添加剂和硝化剂.实验结果表明,当用98%硝酸作为硝化剂,三羟甲基丙烷与硝酸摩尔比为10:1,反应温度在0～20℃,反应时间为2 h,1,1,1-三羟甲基丙烷三硝酸酯的收率可达99.7%,并用红外光谱、核磁共振、元素分析等对产品进行了表征.

自行研制了复合推进剂标样,以化学方法测定标样中的Al、Mg含量,建立了工作曲线.同时用XRF法测定推进剂中镁、铝含量.结果表明,Al、Mg含量10次测定的相对标准偏差分别为0.023%和0.061%.样品测试结果与化学方法一致,但更快、更简便,是检测推进剂中金属成分较为理想的方法.

用测定全熔分解时间(TCMD)的等温DSC法检验了各种材料与HMX的反应性,结果表明,TCMD是一个精确筛选HMX组分和HMX接触材料的判据.