通过低温震荡方法制备了过氧化氢凝胶.研究了微米和纳米级颗粒状二氧化硅对过氧化氢的胶凝行为及其所形成凝胶的刺激响应性.用R/S软物质测定仪研究了某过氧化氢凝胶配方的触变性能.结果表明,二氧化硅的粒度与表面性质直接影响其胶凝能力,亲水性纳米二氧化硅比亲水性微米二氧化硅具有更好的胶凝能力,而疏水性微米和纳米二氧化硅不能胶凝过氧化氢.亲水性纳米二氧化硅的过氧化氢凝胶具有显著的温度/剪切双重刺激响应性,并随过氧化氢浓度的增加而增强.在实验的基础上,提出了凝胶形成和刺激触变的可能机理.实验发现,加入微量表面活性剂与氢氟酸,能够有效提高凝胶的稳定性.

用锥板黏度计和落球黏度计监测HTPB推进剂组分的黏度及实时固化剂TDI的消耗速度,研究了特种丁羟工艺助剂HG的组成、含量对丁羟复合固体推进剂药浆的流动性、黏度增长速度、固化特性等的影响.实验结果表明,HG能显著改进含高阻湿键合剂等丁羟预聚体配方的工艺性能,而又保持优良的固化特性和力学性能.TDI固化剂消耗速度的监测初步证明,这些改进作用由HG干扰固化反应或所谓的类固化反应所致.

介绍了通过连续测量超声脉冲在推进剂中的反射时间,确定推进剂燃烧端面的位移,从而得到推进剂燃速的测试方法.它可以设置不同的压强变量条件来进行连续的实时燃速测量.叙述了国外超声波燃速测试技术在推进剂稳态燃速特性、非稳态燃速特性以及各种发动机燃速特性研究领域中的应用.评述了超声波燃速测试方法的特点和适用性,并建议国内研究机构开展该项技术的研究工作.

以纳米结构的Fe₂O₃(ns-Fe₂O₃)催化剂在RDX/AP/Al/HTPB推进剂中的燃速实验数据为基础,采用人工神经网络(ANN)中误差反传播(简称BP)算法对不同ns-Fe₂O₃含量与推进剂燃速之间的非线性关系进行了模拟,最终确定网络结构为3-4-1型,学习速率和动量常数分别为0.75,0.45,经过56 910次迭代训练,网络收敛到均方误差为1.0×10^-4.用训练好的网络对ns-Fe₂O₃的催化作用进行了预测.结果表明,BP网络对ns-Fe₂O₃催化作用的预测研究是可行的,除一个预测结果的相对误差较大(-9.19%)外,其他预测的相对误差绝对值均在3.5%以下,表明所建立的网络具有较好的记忆和泛化能力.

采用在不饱和聚酯树脂中填加阻燃剂、耐烧蚀纤维等功能填料的方式来解决不饱和聚酯包覆层烧蚀较高的问题.通过功能填料选择试验,探索出基体材料中加入阻燃剂和耐烧蚀纤维的技术,研究了阻燃剂和耐烧蚀纤维加入量及耐烧蚀纤维长度对烧蚀率的影响.结果表明,增加碳纤维加入量或碳纤维长度,包覆层的线烧蚀率明显降低;氢氧化铝对不饱和聚酯树脂的烧蚀率有一定的贡献.复合改性后包覆层的线烧蚀率为0.252 mm/s(改性前为0.653 mm/s),黏度较小,不影响包覆工艺.Φ50 mm发动机试验表明,选用复合改性不饱和聚酯树脂包覆层包覆改性双基推进剂,包覆层壳体完整(残留率大于90%).

通过调节黏合剂种类和团聚工艺,采用干法硼团聚工艺制取球形度良好、粒径为0.105～0.19 mm的团聚硼粒子,并制得硼质量分数32%、热值约32 MJ/kg、工艺性能良好的含硼富燃料推进剂;采用靶线法测试含硼富燃推进剂的燃速及压强指数,并测试不同AP粒度级配、镁铝合金粒径以及团聚硼粒径对富燃推进剂燃速的影响.结果表明,减小AP粒度及团聚硼粒径、增加超细AP含量和固体组分含量,可大大改善含硼富燃推进剂的燃烧性能,而镁铝合金粒径对推进剂的燃烧性能基本没有影响.

为了得到稳定可靠的飞行初速,研究了某小型火箭发动机毛刷式装药结构参数对初速的影响.选取该装药15个批次的产品,就影响火箭飞行初速的装药结构中药管尺寸、固药胶胶板厚度、装药量等要素的变化进行了理论分析和实验验证,得到满足该类装药技术指标和提高火箭飞行初速可靠性的最佳装药结构参数.适当增加装药质量,合理匹配药管外径和装药根数,保持固药胶胶板厚度一致,可保证飞行初速的一致性.

采用丙酮石油醚混合溶剂为浸取液浸泡发射药,用气相色谱测定不同时刻从发射药中浸取出来的樟脑,用浸取液中的樟脑浓度c与浸取时间t的关系曲线表征发射药中的樟脑浓度分布.重复实验结果表明,对同一发射药样品,在确定的浸取条件下,浸取曲线重复性一致,浸取曲线仅由发射药中樟脑的浓度分布来确定.实验结果表明,当樟脑的浓度分布变化时,浸取曲线也发生相应变化.因此,可以用浸取/气相色谱法来表征发射药中钝感剂樟脑的浓度分布.

运用差示扫描量热法和化学分析法,研究了RDX在高能太根发射药中的迁移行为.结果表明:含不同粒度RDX的太根发射药,在65 ℃条件下,经过4个月的加速迁移后,发射药中各部位RDX的质量分数与高温加速迁移前基本相同.存贮时间导致太根发射药中RDX含量发生不规律的微量变化,可以认为在测定误差范围内,RDX粒度对其迁移性能也没有明显影响.化学分析法和热分析法所测得的RDX含量一致,表明热分析法用于迁移研究是可行的,是研究含高能固体添加剂的发射药中组分迁移的有效方法之一.

以五水硫酸铜和2,4-二羟基苯甲酸为原料,利用撞击流-旋转填料床(IS-RPB)合成了超细燃烧催化剂2,4-二羟基苯甲酸铜粉体,用TEM、激光粒度分析仪、BET和热重分析技术表征了最终粉体,考察了超重力因子β、撞击初速u和后处理方式对粉体平均粒径的影响.结果表明,在转速1 000 r/min和撞击初速28 m/s以及100 ℃真空干燥温度的操作条件下,粉体产品为形貌规则的片状结构,平均粒径610 nm,大部分粒子分布在0.12～0.363 μm,比表面积为11.626 5 m²/g.

介绍了硼酸酯表面活性剂的结构以及性能改善的方法,综述了硼酸酯表面活性剂的合成研究进展及其在抗静电、阻燃和抗磨等领域的应用现状,重点阐述了高分子硼酸酯表面活性剂抗静电性能的研究应用,并对其在含能材料等工业部门的应用前景进行了展望.附参考文献27篇.

研究了二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)、TNT、三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)及其DNTF-TNT和DNTF-TNAZ低共熔物作为添加剂,对压装PBX炸药可压性的影响.结果表明,低熔点单质炸药及其低共熔物混合物添加剂能够提高PBX的可压性;在DNTF、TNT、TNAZ 3种炸药中,熔点越低,作为添加剂对PBX的可压性提高得越多;低共熔物混合物添加剂对PBX可压性的影响不仅与其熔点有关,而且与构成低共熔物混合物炸药的品种有关,其中DNTF与TNAZ形成的低共熔混合物比DNTF与TNT形成的低共熔混合物能够更好地改善PBX的压制成型性;作为增塑添加剂,适宜的质量分数为2%～3%.

运用密度泛函理论(DFT) B3LYP/6-31+G(d)方法对3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱进行了结构优化,得到其稳定构型.通过对其优化构型及自然原子电荷分析,证明O14原子对DNTF的结构和性质的影响最大.IR振动光谱和NMR化学位移的计算值和理论值吻合得较好.化合物前线轨道组成分析表明,最高占据轨道(HOMO)主要由C(7)s,C(2)s,C(3)s,C(6)s,C(6)p,O(14)p和C(2)p构成,最低未占据轨道(LUMO)主要由C(7)s,C(16)s,C(7)p和N(11)p构成.

用LS-DYNA软件模拟了中心点起爆、平面起爆和环形起爆方式下所形成的爆轰波波阵面、压力场及杆式弹丸的外形和速度分布.结果表明,平面起爆和环形起爆方式下形成的爆轰波对药型罩的压垮角小而压垮速度大,最终所形成的高速杆式弹丸速度和长径比都优于中心点起爆.采用实验方法研究了中心点起爆、环形起爆和三点同时起爆以及不同起爆半径对高速杆式弹丸的速度和穿甲能力的影响.实验结果表明,环形起爆和三点起爆后的弹丸速度和穿甲深度明显优于中心点起爆,大环起爆优于小环起爆,但对弹丸形状和穿孔孔径影响不明显.

以2,6,8,12-四乙酰基-2,4,6,8,10,12-六氮杂四环[5.5.0.03,11.05,9]十二烷(TAIW)为原料,利用绿色硝化剂五氧化二氮在硝酸介质中硝解制得CL-20.该方法通过改变硝化剂,不仅避免使用浓硫酸,而且原子经济性高,具有良好的环境效益.用元素分析、红外光谱、核磁共振、质谱等对其结构进行了检测和表征,并探讨了反应温度和反应时间对CL-20产率的影响.实验结果表明,当反应温度为0℃,反应时间为1 h时,CL-20的最佳产率达62%.

用超临界流体沉积技术中的SAS法制备了超细HMX,AP,CL-20以及Al-FPM2602核-壳型复合材料.通过氟橡胶FPM2602在超细HMX,AP,CL-20和Al混合物表面的沉积,达到对混合物进行包覆改性的目的.吸湿性试验表明,该核-壳型复合材料的抗湿能力得到明显提高.对该超细核-壳型复合材料进行了撞击感度、火焰感度、爆发点测试.结果表明,与未包覆的混合物相比,该超细核-壳型复合材料的性能有了一定的提高.超临界流体沉积技术中的SAS法是制备含水溶性超细含能复合材料的绿色环保方法.

以工程中常用的柔性切割器为研究对象,在不考虑端部效应的前提下,对3种起爆方式下线性聚能装药射流的形成过程进行了理论分析和数值模拟.结果表明,不同起爆方式下射流头部速度以端部面起爆最大,线起爆次之,端部点起爆在端面附近处形成的最低,但在距端面一定距离处,射流头部速度又能增大到与端部面起爆的速度相近.在射流内部,端部面起爆形成的射流在内部各点处的速度都是3种起爆方式中最大的,而端部点起爆时,则是随着距起爆点距离的增加由处处小于线起爆的射流速度分布转变到与端部面起爆相同的射流速度分布.在此基础上进一步提出3种起爆方式下线性聚能装药切割目标的数值模拟方法.

为了定期校准冲击波测试用压力传感器的灵敏度,采用阶跃压力发生器对测量气体介质的传感器灵敏度进行动态校准,产生的阶跃压力信号最高压力为7 MPa;采用水动力脉冲发生器对液体介质动态压力传感器的灵敏度进行动态校准,产生的液体脉冲压力信号最高压力幅值为140 MPa,并可由标准比对传感器准确确定幅值.结果表明,两种方法是准确可靠的,与新出厂校准的动态压力测试用传感器的灵敏度进行比较,相对误差不超过0.6%.

以四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADBIW)为原料,通过钯催化氢解、乙酰基六氮杂异伍兹烷α-氯丙酰氯酰化、硝硫混酸硝解等步骤得到含TNDCPIW的混合物,将叠氮化反应产物经柱色谱分离得到目标产物四硝基二(α-叠氮丙酰基)六氮杂异伍兹烷(TNDAPIW).用红外光谱、核磁共振及元素分析表征中间体及目标产物的结构.对TAIW的酰化机理以及N-酰化衍生物的硝解、叠氮化反应机理进行了讨论.结果表明,由于TAIW的笼形结构和酰基的拉电子效应,需要较强的酰化剂(如氯丙酰氯)进行酰化反应;在硝化反应中,若硝化剂的硝解能力太强,就会把TADCPIW硝解成HNIW,因此需选择合适的硝化剂;由于TNDCPIW叠氮化反应是SN2反应,采用非质子偶极溶剂(如DMF和DMSO)有利于反应的进行.

用测凝固点(Ts)的方法研究了TNT中杂质对装药质量的影响.结果表明,用Ts值评价好/相当好装药质量的规格为:对新出厂TNT,Ts=80.3℃;对库存半年的TNT,Ts=80.4℃.通过实验得出,TNT中含有一定的杂质可提高装药的工艺性能.

为解决普通线性聚能切割器所用炸药等问题不能满足工程中预裂和光面爆破的要求,研究了一种双向聚能预裂爆破切割器,采用廉价的低爆速工业炸药为主装炸药,以两条高爆速炸药条带动主装炸药爆轰,使主装炸药产生聚能爆轰波,利用聚能爆轰波和聚能装药的双重聚能效果产生强烈的聚能气体或金属射流.依据这种设计思想制造出以工业炸药为主体的双向聚能预裂爆破切割器,可用于预裂、光面爆破与岩石切割等.现场试验表明,双向聚能预裂爆破切割器使用方便,爆破效果显著.

以硝基甲烷为原料,低温氧化硝化制得2,2-二硝基-1,3-丙二醇,银回收率达93%以上,并成功实施了循环使用.2,2-二硝基-1,3-丙二醇经一锅法制得2,2-二硝基乙醇钾,收率达62%以上(文献值约52%);再在68%的硝酸中进行环化,在50～60 ℃时首先得到三硝基吡啶N-氧化物(TNPyO),继续升温至80～90 ℃回流1 h,制得三硝基吡啶(TNPy),二者产率分别为50%和15%.改用磷酸和硫酸也可以得到化合物TNPyO.产物经红外光谱、核磁共振、元素分析和质谱等进行了表征.

基于非线性3D模拟软件ANSYS/LS-DYNA和LS-REPOST,用ALE算法模拟线性聚能装药射流形成以及射流对某均质钢靶切割侵彻的过程.在模拟过程中考虑到射流、空气和钢靶的流固耦合问题,故计算模型基本合理.经过计算,得到了线性聚能装药爆轰波的传播过程、射流形成过程以及钢靶切割过程的3D模拟结果,用LS-REPOST软件也得到了射流头部压力、速度和加速度变化曲线.将数值模拟和计算结果进行对比,结果令人满意、可信,3D数值模拟较以前的2D模拟更形象逼真,显示了ALE算法解决此类问题的优越性.