按照CJ和ZND模型, 在所有可能的终点状态中CJ面爆轰产物的熵最低,而且系统永远达不到热力学平衡态,不符合热力学基本定律.为克服这些缺点,取热力学平衡态作为爆轰过程终点,建立了一种新的共轭爆轰模型.在共轭爆轰模型中,阵面激发化学反应释放出的能量,使得爆轰产物粒子朝不同的方向运动.每一对分别向前和向后运动的粒子被称为共轭对.共轭对在微爆炸中产生并在膨胀中湮没,将此过程与爆轰波传播相关联,建立了共轭爆轰模型.它从守恒定律和热力学定律导出, 没有类似于CJ假设之类的附加条件.共轭爆轰模型方程组封闭且有唯一解.对于理想气体,由该模型得出的爆轰参数与CJ-ZND模型相近.

利用光催化氧化技术能有效处理各类有机废水,具有高效、低选择性和不产生二次污染的特点, 探讨了循环式浆态光催化反应器中有机染料和TNT模拟生产废水的光催化氧化特性以及光催化氧化动力学.基于羟基自由基生成、扩散以及羟基自由基与污染物分子的反应,建立了相应的光催化氧化动力学模型.结果表明,采用光催化氧化技术去除有机染料和TNT效果明显.光照时间为6 h时,在一定的初始TNT浓度下,模拟红水中TNT去除率达90%以上.对不同染料和TNT不同初始浓度下的光催化氧化反应动力学研究表明,此过程符合拟一级动力学.所提出的光催化氧化动力学模型能够很好地描述有机染料和TNT的光催化氧化过程.

介绍了高能量密度化合物、分子间亚稳态物质、纳米结构材料等新型含能材料的研究概况以及HMX球形化和纳米结构含能复合材料方面的研究进展.研究证实,高能低感炸药得到长足发展和广泛应用,非CHNO类高能量密度材料仍处于理论探索阶段,不敏感弹药主装药中现有单质高能炸药的晶体品质得到很大提高,纳米多孔硅/硝酸盐复合材料具有较强的爆炸性质,是一类值得关注的新型含能材料.研究也获得了装填RDX纳米线的碳纳米管有序阵列,建议在新型复合含能材料方面展开广泛深入的研究.

针对撞击感度试验的特点,结合现有自动化发展水平和最新虚拟仪器技术,开发了一套先进的撞击感度测试系统,能一次完成一批试样的测试,具有自动进样、高度定位、气动托锤、气体检测、声压采集、自动判爆、能量检测和报表输出等功能.系统设计合理,安全可靠,性能先进,提高了撞击感度测试的自动化水平.

对浇注PBX用HTPB-TDI黏结剂体系进行了研究.通过选择合适的催化剂二月桂酸二丁基锡(T-12)缩短HTPB-TDI黏结剂体系的固化周期;通过选择有效的抑制剂乙酰丙酮(HAA)与催化剂T-12联合使用延长HTPB-TDI黏结剂体系的适用期,并达到缩短浇注PBX固化周期的目的.通过测定HTPB-TDI黏结剂体系的黏度,评价了加入催化剂和抑制剂方式对浇注PBX黏结剂体系的适用期的影响,找出合适的T-12与HAA摩尔比为4∶1.

针对TNT基炸药及其机械加工特点,设计出对人和环境友好的CFE系列TNT基炸药机械加工专用防锈切削液.通过变色特性实验、防锈性实验、微热量热实验对该系列配方进行了筛选和评价,获得了不与TNT,HMX,RDX发生变色反应的CFE-3配方,该配方稀释至质量浓度为3%～8%时,稀释液对A3钢具有良好的防锈效果.详细探讨了CFE-3对A3钢的防锈机理.CFE-3配制工艺简单、使用方便,用自来水稀释至3%～8%,即可用于TNT基炸药机械加工.

叙述了爆炸焊接法修复油田井下损伤套管用排液燃气发生器的工作原理,分析了燃气发生器产生的气体对油田井下套管修复时液体流向的作用,并对排液燃气发生器的火药装药量、燃烧室压力、喷嘴尺寸、点火压力、点火药量及壳体强度进行了理论分析和计算.结果表明,利用火药燃烧气体做功所设计的排液燃气发生器可以快速排除套管与焊接加固管之间的井液,可以显著提高爆炸法修复套管的效果.

分别用溶液还原法和化学沉淀法制备出了纳米Ni及Ni/CNTs复合催化剂粒子,并用TEM,SEM,XRD,FT-IR对其进行了表征;运用差热分析(DTA)研究了纳米Ni及Ni/CNTs复合催化剂粒子对AP热分解性能的影响.结果表明,纳米Ni使AP热分解的高温分解峰温降低104.47 ℃,纳米Ni/CNTs复合催化剂粒子可使AP热分解的高温分解峰温降低137.05 ℃,证明碳纳米管在纳米Ni对AP热分解的催化过程中起到了很好的助催化作用.

对1,3,3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)作为增塑剂的无烟CMDB推进剂的能量性能、安全性能、燃烧性能和热行为进行了研究,结果表明,TNAZ部分代替NG和DINA应用到无烟CMDB推进剂中,一定程度上提高了推进剂的能量,对推进剂的热稳定性影响不大,推进剂的机械感度和不同压力下推进剂的燃速均有所降低.微量量热实验研究发现,高压下TNAZ作为增塑剂的无烟CMDB推进剂的分解温度为180～235 ℃,其中TNAZ的分解温度大于220℃,而常压下该推进剂中的TNAZ在70～180℃时即挥发或升华.TNAZ的含量变化对TNAZ-CMDB推进剂火焰结构的影响不明显.

含ACP的无烟改性双基推进剂能量特性理论计算表明,ACP对推进剂的能量影响较小.研究了不同工艺对含ACP无烟改性双基推进剂燃烧性能的影响.实验结果表明,ACP对压伸工艺制备的推进剂燃速没有显著提高,但能大幅度地提高浇铸无烟改性双基推进剂的燃速.分析了ACP提高无烟改性双基推进剂燃速的作用机理,认为ACP可增加燃烧表面积和热量向燃烧表面积的反馈,使推进剂的燃速大增.

针对某型号固体火箭发动机初始压强峰峰值超差的现象,分别对固体推进剂的能量特性、初始燃烧表面、发动机所用的点火具、测试系统以及发动机的装配过程等可能引起初始压强峰峰值超差的因素,进行了理论分析和实验验证.结果表明,发动机内筒涂层过厚,使得装配完的发动机的初始通气参量变大,同时发动机装配过程不合理,产生从推进剂药柱上刮下来的药屑,这些均导致初始压强峰超标.

从含能增塑剂的能量基团种类出发,综述含能增塑剂的合成和应用研究现状,认为含能增塑剂在含能材料配方中起着重要作用,不仅能改进力学性能,而且可以提高安全特性.硝酸酯含能增塑剂是一种极易受摩擦和撞击引爆的敏感炸药,且大多数危险等级为1.1,而新兴的叠氮类、偕二硝基类及硝胺类含能化合物或齐聚物性能优异,是含能增塑剂的主要研究对象.同时分析了国内含能增塑剂研究在合成技术、数量品种及应用等方面存在的差距,建议国内应加强多种类型新含能增塑剂的合成及应用研究.

为了清理火箭发动机内报废的推进剂,采用萃取法对含能组分进行降感处理,研究了萃取剂质量浓度对萃取效果及含能组分溶解度的影响,最后对萃取液中含能组分采用蒸馏方法进行回收.结果表明,从报废复合固体推进剂中萃取出AP后,推进剂的撞击感度、摩擦感度降低60%,推进剂本体发生裂解、失强,有利于发动机内报废推进剂的安全销毁,优选出最优萃取剂为TJ-3,AP组分的回收利用使推进剂中大量氧化剂得以回收,有利于环保.

利用2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)和液化4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)合成聚异氰酸酯,进而合成聚氨酯黏结剂作为某推进剂包覆层的主要组分,使得该包覆层具有良好的力学性能和低烟雾性能等.研究结果表明,TDI和液化MDI的质量分数为70%和30%,合成聚氨酯黏结剂反应温度为80 ℃,反应时间为30 min,固化时间为4～5 d较适宜.

为探索混合硝酸酯增塑的聚醚聚氨酯黏合剂体系的新型发射药的燃烧性能,通过密闭爆发器常规实验和高压实验,研究分析了JMZ发射药在不同压力范围的燃烧特性.结果表明,JMZ发射药在低压下的燃速压力指数较大,具有高含量RDX硝胺发射药的共同特征,但在高压下的燃速压力指数逐渐变小,与制式发射药相当,在燃速压力指数的变化过程中不存在明显的转折现象.另外,JMZ发射药在起始阶段表现出了良好的燃烧渐增性,对身管武器的应用是十分有利的.

试验装置是由等离子体发生器、半密闭爆发器本体和一个专用螺栓以及其他附件组成.中止压力和燃烧室的容积可调,等离子体输出参量如输出能量、峰值电流、充电电压、脉冲宽度等可以根据试验要求在一定的范围内变动.该装置可以研究在等离子体点火条件下,发射药燃烧中止后的表面微观变化和燃烧反应机理,从而了解等离子体能量辐射与发射药吸收关系以及等离子体与发射药相互作用时的能量传递方式及其影响因素.

为了解由化学发泡工艺制备的单基微气孔球扁药的常压燃烧特征,用靶线法测量并分析装填成药柱的微气孔球扁药试样的表观质量燃速随堆积密度、平均粒径、装填条件及发射药初温的变化特征.结果表明,随着试样堆积密度的降低,单基微气孔球扁药的质量燃速逐渐增加,随试样装药直径和球扁药粒径增大,质量燃速显著提高;质量燃速对试样初温敏感,当初温由288 K提高到332 K时,质量燃速提高了4.5倍以上;装填药粒用的壳体材料和药粒装填高度对传火速度的影响不显著.

从模拟燃烧条件、组分相互作用、组分物理状态、分析测试技术等几方面介绍了含能材料燃烧过程中热分解化学研究近几年来的最新进展.着重介绍燃烧热分解中的基元反应对建立推进剂燃烧新型模型的重要性、氧化剂和黏合剂及催化剂之间的相互作用、氧化剂的黏度和相态变化对燃烧和热分解过程的影响.

为了解不同种类的过渡金属氧化物与稀土金属氧化物纳米粒子对AP热分解的催化作用,分别制备了过渡金属氧化物纳米粒子(Fe2O3,CuO和Co2O3)和稀土金属氧化物纳米粒子(CeO2,Nd2O3和Y2O3),并进行相互掺杂混合.采用电子显微镜、X射线衍射仪、比表面分析仪、纳米粒度分析仪等表征手段,表明几种样品均为粒径纳米级、比表面积较大的纳米金属氧化物粒子.通过对纳米金属氧化物与AP复合样品进行热分析,发现不同的纳米金属氧化物具有不同的催化性能,但过渡金属氧化物与稀土氧化物在催化性能上无明显可比性;而混合掺杂的物质也具有不同的催化协同作用.纳米Co2O3和Y2O3在研究的过渡金属和稀土金属中表现出了对AP最好的催化作用.

利用差示扫描量热法得到B/KNO3的热分解曲线,用Kissinger方程估算了B/KNO3的表观活化能,用标准作图法得到最可几热分解机理函数,再用积分法求得不同升温速率下热分解的动力学参数活化能E和指前因子A.计算结果表明,升温速率增大,E和A都略有减小,但都与非机理计算结果有较好的吻合.

在质量浓度为95%的乙醇溶液中,以适当浓度的HCl溶液为滴定剂,分别对系列苯胺标准溶液滴定至选定的pH值,绘制HCl溶液消耗体积与苯胺含量的标准曲线,由该曲线求出未知样中苯胺的含量.结果表明,该方法测量的准确性高,相对误差≤1.2%,相对平均偏差为0.2%,二苯胺的存在对苯胺的测定不产生影响.与现用方法相比,该法不需要进行苯胺与二苯胺的分离,也无需对滴定剂进行标定;该法可用于工业上二苯胺中苯胺含量的测定.