为增强发射药密闭爆发器试验数据的分析,构建了一种数值计算压力(p)—时间(t)特性的定容燃烧模型,并通过试验测试和理论模型间的拟合计算求解了高能硝胺发射药的燃速变化。基于此,制备了不同7孔钝感高能硝胺发射药样品,拟合定容燃烧模型中等效参数,表征了干法钝感工艺对钝感层缓燃作用及平均厚度的定量影响。结果表明:基于参数拟合的定容燃烧模型能用于解释不同发射药样品的静态燃烧特性,理论计算与试验测试结果间具有较好的一致性。高能硝胺发射药的燃速(u)—压力(p)函数满足u=u₀+u_xpⁿ的形式。在干法钝感工艺中,与空白发射药相比,钝感层等效燃速相对变化可达72%～84%; 而钝感层平均厚度与发射药弧厚的相对量级处于O(10^-2)水平。

为研究流场特征对空化水射流破碎固体推进剂的影响规律,以HTPB推进剂为研究对象,采用应力混合涡流模型(SBES)开展了冲击场条件下不同喷嘴扩张角角度的空化水射流数值计算,分析了喷嘴结构参数对流场特征的影响机制; 进行了空化水射流破碎HTPB推进剂实验研究,探讨流场特征与破碎效果的影响规律。结果表明,势流核的长度受喷嘴扩张角角度影响,进而影响靶面速度分布,推进剂破碎深度与靶面处的速度峰值分布正相关; 喷嘴出口的回射流限制了空化向喷嘴壁面方向的发展,从而影响空化强度,破碎坑表面积与空化强度正相关,略小于空化云覆盖区域。实验结果表明,冲击场下的流场特征和破碎结果表现出极大的相关性,说明该方法计算得到的流场特征可以用于喷嘴结构的优化与设计,提高推进剂破碎效率; 喷嘴扩张角角度为60°时,空化水射流的速度和空化强度具有显著优势,结合破碎质量、破碎深度和破碎坑面积分析,此时表现出的破碎效果最佳。

为了提升固体火箭推进剂绝热层与衬层的界面粘接强度,采用飞秒激光对绝热层表面进行加工,利用飞秒激光的刻蚀作用,在绝热层表面加工出微结构; 采用激光共聚焦显微镜对加工后的绝热层表面微结构进行了表征; 采用接触角测试仪测量了加工前后绝热层表面与水的接触角; 采用复杂环境测试系统进行扯离测试,表征加工前后的绝热层界面粘接强度。结果表明,飞秒激光加工后的绝热层表面微结构分布均匀,形貌均一; 加工的表面微结构大大提升了绝热层表面的润湿性,与水的接触角由94.6°减小到27.7°; 与未加工的绝热层相比,飞秒激光加工后绝热层的扯离强度由1.31MPa提升至4.16MPa,提升约218%; 加工后的绝热层表面润湿性及粘接强度均得到了改善。

针对硝酸羟胺(HAN)催化反应过程中由于水蒸发引起HAN浓度变化进而活性改变和无法实时在线定性定量反应物和产物等问题,设计了一种高压连续流固定床反应器,结合实时在线质谱检测研究了多种氧化铝负载贵金属催化剂对HAN水溶液的催化分解作用。结果表明,在相同温度下,羟胺根离子(NH₃OH⁺)转化率始终大于硝酸根离子(NO^-₃),Pt基催化剂表现出最好的活性,120℃下NH₃OH⁺和NO^-₃转化率分别达到100%和45%; 低温下(<100℃)NH₃OH⁺参与反应主要生成N₂O和NH⁺₄含氮产物,选择性分别达到60%和40%左右(80℃); 随着温度升高,NO^-₃与NH⁺₄反应生成N₂O含氮产物。

为获得声共振混合过程中高黏态高聚物黏结炸药(PBX)的特性演变规律,采用声共振高效混合机、旋转流变仪及差示扫描量热仪等设备研究了不同工艺条件下NTO/HMX/Al基高黏态PBX物料形态、流变特性以及安全特性随混合时间的演变规律。结果表明,物料在声共振混合过程中经历了初始态、成球态、黏弹态和流化态4种主要形态; 混合容器形状决定着高黏态PBX物料在声共振混合过程中的形态演变方式,而混合温度及混合加速度影响着物料在声共振混合过程中形态演变的难易程度; 有利于提高混合效率的参数变化都会促使物料黏度更加迅速的下降; 混合过程中物料温度及静电压随着成球态物料的成型达到顶峰,混合初期物料的热安全性及机械安全性较低,静电安全性随着黏结剂的混入迅速下降。

为了准确表征高聚物黏结炸药(PBX)在长时蠕变加卸载过程中的非线性力学行为,以PBX9502炸药为例,采用两类传统蠕变模型中的两种典型模型(幂次模型和Burgers模型)分析了在预测蠕变卸载恢复性能时的有效性; 基于Boltzmann叠加原理,提出了一种依赖于加载历史的非线性蠕变本构模型; 将其拓展为三维变载荷形式,并对其进行数值离散,推导了应力更新形式和Jacobian矩阵; 通过编写用户材料子程序方法,实现了非线性蠕变本构模型的数值应用,完整模拟了PBX蠕变加卸载过程和松弛加卸载过程。结果表明,两类传统黏弹塑性模型无法预测PBX蠕变卸载恢复性能,而非线性蠕变本构模型及数值模拟方法将PBX蠕变加卸载性能统一融合,能够描述PBX完整的加卸载响应特性,可推广应用于相关材料在变载荷下的蠕变和松弛性能预测。

为改善FOX-7晶体形貌及粒径分布,实现对FOX-7晶体的可控制备,运用微反应技术,采用模块化微反应器制备细化FOX-7,对微结构盘片尺寸、溶剂种类以及溶剂-非溶剂流量比对细化FOX-7晶体形貌及粒径分布的影响进行了研究,并确定了最佳工艺条件; 采用扫描电子显微镜(SEM)及粒度分析软件对细化后的FOX-7晶体进行了形貌粒径表征; 采用X射线晶体衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TG)、BAM撞击感度仪及摩擦感度仪对细化得到的FOX-7晶体进行结构和性能测试。结果表明,当微结构盘片尺寸为60×105μm(数量×宽度),溶剂为NMP,溶剂-非溶剂流量比为1:10时,可获得中值粒径d₅₀=1.23μm,粒度分布较窄的FOX-7晶体(d₁₀=0.48μm,d₉₀=2.14μm); 细化后的FOX-7晶型与原料FOX-7相比未发生改变; 热爆炸临界温度较原料FOX-7提高了18℃; 撞击能量由27.5J提升至35J,摩擦压力由192N提升至324N,表明细化后的FOX-7晶体较原料FOX-7具有更好的热安定性和机械感度。

以5-氨基四唑(5-ATz)为原料,通过重氮化/中和反应合成了1,3-双(5-四唑基)三氮烯的二肼盐,以此与高氯酸锌通过水热法成功制备了一种新型含能金属有机配合物[Zn₂(ATz)₃(CN)]_n(ECP-1); 通过X-射线单晶衍射确定了其结构,采用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析(TG)研究了ECP-1的热稳定性; 测试了ECP-1的机械感度,并计算了其爆速和爆压; 采用DSC研究了其对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能。结果表明,ECP-1晶体为三方晶系,空间群为R32,密度高达2.231g/cm³; 热分解峰值温度为391℃; ECP-1的撞击感度大于40J,摩擦感度大于360N,爆速为7.53km/s,爆压为28.20GPa; 当添加质量分数为20%的ECP-1时,AP的高温分解温度降至325.6℃,活化能降低34.27kJ/mol,证实该配合物对AP的热分解具有较好的催化活性,在燃烧催化剂领域有一定的应用前景。

为研究硅(Si)对CL-20性能的影响,采用静电喷雾法制备了NC/CL-20和Si/NC/CL-20复合炸药; 采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、红外光谱(FT-IR)和同步热分析仪(TG-DSC)分析了样品的形貌、结构和热分解性能; 利用高速摄像机对样品的燃烧过程进行了测试。结果表明,纳米Si的引入有助于形成形貌规则、粒度较小的复合炸药,Si/NC/CL-20复合炸药比NC/CL-20复合炸药具有更好、更均匀的球形度,平均粒径为73.4nm; 静电喷雾法制备的Si/NC/CL-20复合炸药中的各元素分布均匀,且组分NC、CL-20与Si之间均为物理复合; Si的加入促进了CL-20的热分解,与NC/CL-20复合炸药相比,Si/NC/CL-20复合炸药的活化能下降了16.78kJ/mol,自加速分解温度和热爆炸临界温度分别降低了3.12K和2.61K; 与NC/CL-20复合炸药相比,Si/NC/CL-20复合炸药具有更短的点火延迟时间和更快的燃烧速度,Si可以提高CL-20的燃烧性能。

以常用的3种叠氮类聚合物——聚叠氮缩水甘油醚、聚3,3'-双叠氮甲基环氧丁烷以及聚3-叠氮甲基-3'-甲基环氧丁烷为分类依据,对叠氮黏合剂的合成工艺、改性方法进行了综述,并展望了叠氮类黏合剂的未来发展:(1)基于对现有聚合方法以及合成工艺的改进,以及对聚合物组分及结构(引入氟元素、利用手性化学)的设计与优化,实现叠氮类黏合剂能量性能以及力学性能等全面提升;(2)开发新型自修复或易修复叠氮黏合剂;(3)叠氮黏合剂的纳米化,即实现各组分的纳米化从而使实际应用比冲更接近理想状态。附

为了进一步降低HTPB推进剂的玻璃化温度(T_g),扩展其温度使用范围,分析比较了高顺式丁羟胶、阴离子聚合丁羟胶、I型丁羟胶的分子结构及其T_g; 制备了基于不同HTPB的推进剂,并研究了其固化反应动力学、力学性能、能量性能、燃烧性能及超低温点火可行性。结果表明,HTPB分子结构对其T_g产生较大影响,顺式-1,4结构占比74%～76%的端羟基聚丁二烯T_g为-101℃左右; 基于高顺式丁羟胶的推进剂与Ⅰ型丁羟推进剂相比,固化反应速率低,具有更低的玻璃化温度,通过使用油酸壬酯类增塑剂、优化增塑比,其T_g达到-96.2℃; 与含阴离子丁羟胶的推进剂和Ⅰ型丁羟推进剂比较,高顺式丁羟推进剂在抗拉强度相当的情况下,伸长率较低; 经BSFΦ118、BSFΦ165发动机验证,高顺式丁羟推进剂的燃速和能量性能与Ⅰ型丁羟推进剂在同一水平,通过了-70℃下BSFΦ118发动机试验,初步证明了高顺式丁羟推进剂超低温环境工作的可行性。

为考察HTPB推进剂的宽温域抗高过载性能,基于一维应力波传播和加载理论开发了用于推进剂高过载加载的试验系统,实现了单脉冲加载推进剂试样过载幅值和脉宽的理论设计,并结合波形整形技术实现了高过载应力波的精确控制; 开展了HTPB推进剂在不同温度(-50、-20、0、25和70℃)、不同过载幅值(12000、16000g)和不同加载脉宽(100、200、300μs)下的系列试验,结合μCT试验结果和有限元方法分析了HTPB推进剂在上述加载条件下的损伤响应特征。结果表明,相同高过载幅值和脉宽加载条件下,随着温度降低,应力水平提高; 相同高过载幅值和温度的条件下,随着脉宽增加,应力水平也提高; 推进剂在高低温下的应力分布呈现较为统一的规律,其最大应力均发生在载荷爬升段的终点时刻附近,且均在药条底端发生应力集中; 将随应变率和温度变化的抗压强度作为强度判据,通过应力场、应变率场和温度的耦合分析,该推进剂试样在16000g过载、5种不同温度和3种不同脉宽下均能保证其完整性; 同时,μCT试验结果表明,温度的升高会抑制损伤特征的形成,而加载脉宽的增加则会促进损伤特征的形成。

An energetic binder based on hydroxyl-terminated polybutadiene(HTPB), doped with different ratios of nitrocellulose(NC)(10%, 20%, 30%, and 50%), was developed to study the effect of NC doping on the thermal decomposition behavior of a composite propellant(CP)comprising ammonium nitrate(AN)as an oxidizer and magnesium(Mg)as a fuel. Optimization of the propellant formulation was conducted using Chemical Equilibrium with Applications-National Aeronautics and Space Administration(CEA-NASA)software, which demonstrated an increase in specific impulse by 12.09s when the binder contained 50% NC. Fourier-transform infrared spectroscopy(FTIR)analysis confirmed the excellent compatibility between the components, and density measurements revealed an increase of 6.4% with a higher NC content. Morphological analysis using optical microscopy showed that NC doping improved the uniformity and compactness of the surface, reduced cavities, and achieved a more homogeneous particle distribution. Differential scanning calorimetry(DSC)analysis indicated a decrease in the decomposition temperature of the propellant as the NC content increased, while kinetic studies revealed a 48.68% reduction in the activation energy when 50% NC was incorporated into the binder. These findings suggest that the addition of NC enhances combustion efficiency and improves overall propellant performance. This study highlights the potential of the new HTPB-NC energetic binder as a promising approach for advancing solid propellant technology.

为解决常规云爆弹轴向能量浪费而导致毁伤面积减小的瓶颈问题,开展了云爆弹多相云雾近场生长过程数值模拟研究,多尺度揭示了轴向非等径程度对云雾近场生长特性的影响机理; 结合轴向非等径斜压效应和燃料环剪切破碎效应,构建了轴向非等径结构云爆弹多相云雾近场生长模型; 基于模型进行了云雾尺寸以及径向生长速度计算。结果表明,轴向非等径结构对燃料产生斜压效应,随着轴向非等径程度加强,多相云雾在近场阶段的径向生长速度呈递减趋势; 轴向生长速度呈现递增趋势; 云雾粒径分布场沿径向在近场阶段呈现由内向外递减的趋势; 随着装置轴向非等径程度增大,燃料速度轴向分量提升,径向分量降低,云雾外形由“灯笼形”向“伞形”变化; 轴向非等径结构可减小多相云雾中心云雾空洞尺寸,强化云雾内部分布连续性; 多相云雾近场生长模型对近场云雾尺寸的预测与实验数据对比误差小于6.5%,验证了模型的可靠性。

为探究不同机油柴油配比对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响,使用数字黏度计、激光粒度分析仪、光学显微镜测试了不同机油柴油配比的乳胶基质的黏度和粒径分布,观察了炸药试样内相结构; 使用PVC管模拟孔内装药方式测量了基质及炸药试样的密度; 使用爆速仪和铅柱压缩法,分别测试了炸药的爆速和猛度。结果表明,当炸药配方中机油柴油质量比由0:5.5增加至5.5:0时,基质黏度由1.5×10⁵mPa·s增至3.7×10⁵mPa·s; 炸药敏化气泡浓度增加,气泡尺寸减小,均一性更佳; 分散相液滴粒径分布宽度从86.19μm缩小至6.33μm,平均粒径由13.85μm减小至2.78μm,分散指数由6.23减小至2.27,内相液滴分布更趋向集中均匀; 敏化剂质量分数为0.3%时,炸药密度由0.95g/cm³增大至1.10g/cm³,炸药密度呈增大趋势; 炸药的爆速、猛度也随之增大。炸药的爆速由3155m/s增至3915m/s,增幅为24.08%; 猛度由9.05mm增至12.17mm,增幅为34.48%,爆速的变化趋势与B-W法计算得出的理论值变化趋势一致; 随着敏化剂质量分数增加(0.3%、0.5%、0.7%),炸药试样显微观察下气泡数量增加,密度减小; 当机油柴油配比≤3:2.5时,炸药爆速和猛度呈先增大后减小趋势,机油柴油配比≥4:1.5时,炸药爆速和猛度呈减小趋势。

为了获得带壳装药水下爆炸下双层壳体结构的毁伤特性,基于小型爆炸水箱装置进行了双层壳体结构在水下爆炸下的毁伤试验,分析了双层壳体内板背空介质、内外板间填充介质、爆炸位置及距离等因素对双层壳体毁伤的影响,得到了带壳装药水下爆炸作用下双层壳体结构的毁伤模式。结果表明,在水下带壳装药载荷接触爆炸下,双层壳体出现整体塑性变形,内外板出现“口”、“田”、“十”字形撕裂破口,内外板及肋板出现局部弯曲或断裂变形3种毁伤模式; 水下相同接触爆炸条件下,爆炸位置处于双层壳体纵横肋板交叉处对内外板造成的毁伤范围更大,双层壳体间填充水介质大大降低了对内层壳体的冲击效应,提高了双层壳体内板的抗冲击能力。

为了获得含RDX杂质的HMX的应用性能,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲亚砜(DMSO)为混合溶剂,通过溶剂-非溶剂法制备了不同RDX含量掺杂的HMX/RDX复合物; 采用SEM、XRD、FT-IR、DSC-TG对其形貌、结构、热性能进行了表征,并对其机械感度进行测试分析。结果表明,所制备的RDX掺杂HMX/RDX复合物为块状与扁球形颗粒,粒径主要分布在0.5～3μm之间,随着掺杂RDX含量的提高,所得复合物的颗粒尺寸逐渐减小,RDX的掺杂并未改变HMX的结晶形貌、物相; RDX掺杂所制备的HMX/RDX复合物仅有一个分解放热峰,掺杂均匀; 与纯HMX相比,RDX掺杂复合物放热分解峰温与表观热分解放热焓尽管随着RDX含量(小于30%)的增加有轻微的下降,但其机械感度降低,安全性能提高,可在一些应用中有效替代纯HMX。

为了弥补间二硝基苯(m-DNB)在传统釜式生产工艺中生产能力小、生产过程稳定性差、生产效率低等缺陷,基于微通道反应器,以硝基苯(NB)为原料,二氯乙烷为溶剂,发烟硝酸与发烟硫酸的混合酸为硝化剂,合成了m-DNB; 探究了混合酸摩尔比、硝酸与NB摩尔比、反应温度、物料的总流速对硝化反应的影响,并对该反应的反应动力学进行了研究。结果表明,反应的最优条件为:物料的总流速60mL/min、硝酸与硫酸摩尔比1:4、NB与硝酸摩尔比1:2、反应温度40℃; 在此条件下,m-DNB收率高达93.60%; NB硝化反应的活化能为63.930kJ/mol,指前因子为1.115×10⁹ L/(mol·s)。表明微通道反应器具有传热与传质效率高、反应进程可准确掌握、安全性高等优势。

以4-氨基-2,6-二氯吡啶和5-氨基-1H-四唑为原料,经过硝化、缩合、氧化三步反应,合成了一种新型耐热炸药2,6-双(四氮唑氨基)-3,5-二硝基-4-吡啶酮-1,1'-二钾盐,总收率为41%; 利用核磁共振(¹H谱、¹³C谱)波谱、傅里叶红外光谱和元素分析对目标化合物进行了表征,通过单晶X-射线衍射确定了其结构,通过差示扫描量热(DSC)和热重分析(TG)研究了该化合物的热稳定性,采用BAM方法对化合物的机械感度进行了测定,通过EXPLO5软件预测了化合物的爆轰性能。结果表明,晶体4·5H₂O属于三斜晶系,Pī空间群,晶体密度为1.782g/cm³(296K),阴离子配体结构近乎平面,并呈现面对面的π-π堆积,通过与K⁺配位形成三维配位聚合物结构; 化合物4的实测密度为2.10g/cm³,热分解温度为308.5℃,爆速为7884m/s,爆压为25.02GPa,撞击感度为20J,摩擦感度>360N; 表明其具有良好的耐热性、低感度和高能量。

综述了近几年国内外机器学习在含能材料领域的研究进展,重点归纳了机器学习在含能材料设计和性质预测两方面中的应用:在机器学习驱动的含能材料设计中,介绍了机器学习在分子生成方法以及辅助筛选含能分子中的应用; 在机器学习驱动的含能材料性质预测中,介绍了机器学习方法在含能材料的不同性质预测中的应用,如爆轰性能、燃烧性能等。最后总结了机器学习在含能材料领域的深入应用面临的问题:含能材料相关的数据集数量和数据质量问题,并对机器学习在含能材料的应用提出了展望,认为未来含能材料的发展方向是通过机器学习结合智能机器人,建立自动化实验平台,实现“设计-预测-优化”自动化闭环优化流程。附参考文献104篇。

为解决计算爆轰参数过程中由于CJ假设带来的理论偏差,采用基于最小作用量原理的LADM爆轰模型,根据熵原理确定爆轰过程终点,采用哈密顿原理描述爆轰反应区来替代传统的CJ假设,计算了29种包括金属氢和全氮材料的典型气相、液相、固相单质炸药以及混合炸药的爆速参量,并与实验数据进行了对比。结果表明,采用量热弹实测爆热值,绝热指数接近理论值; 计算结果与实验数据吻合良好,计算方法普适性高。表明该方法能够有效计算新型炸药的爆轰参数,具有良好的理论指导性和应用前景。

为准确评估高速破片撞击下弹药装药的反应等级,基于高速破片加载装置,利用光子多普勒测速仪(PDV)、高速摄影、冲击波超压、自短路电探针等测试技术,以一种HMX基装药(PBX-8)为试验对象,结合静爆试验,对不同撞击条件下的装药反应等级进行了试验研究。结果表明,无反应等级与燃烧等级评估以装药反应过程宏观图像及剩余残骸情况为主进行定性评估,对于爆燃、爆炸与爆轰等级,可采用基于冲击波超压、壳体膨胀速度及反应时间等量化参量获得的反应烈度量化值进行准确评估,其中爆燃与爆炸反应等级反应烈度量化值存在量级差异。在相同的撞击速度条件下,破片撞击弹药装药位置的不同可影响装药的最终反应烈度。

基于燃气与固体燃料的耦合传热,建立了固液混合发动机燃烧室内流场数值计算模型,以聚乙烯(PE)为燃料、氧气为氧化剂研究了氧气旋流强度、氧气流强和燃烧室压强对燃烧效率的影响。结果表明,氧气直流喷注时,火焰距离燃面较远且后燃烧室中气相反应集中在氧含量较高的轴线附近,使后燃烧室凹腔存在较多燃料残留,导致发动机燃烧效率较低; 喷注器旋流数大于0.2后,旋流喷注可显著强化气相掺混,当旋流数由0.167增大到0.444时,燃烧效率可提高5.25%; 氧气入口流强每增加25kg/(m²·s),燃烧效率以约1.1%的幅度提升; 燃烧室压强对发动机燃烧效率和燃面退移速率的影响均较小。

基于燃气与固体燃料的耦合传热,建立了固液混合发动机燃烧室内流场数值计算模型,以聚乙烯(PE)为燃料、氧气为氧化剂研究了氧气旋流强度、氧气流强和燃烧室压强对燃烧效率的影响。结果表明,氧气直流喷注时,火焰距离燃面较远且后燃烧室中气相反应集中在氧含量较高的轴线附近,使后燃烧室凹腔存在较多燃料残留,导致发动机燃烧效率较低; 喷注器旋流数大于0.2后,旋流喷注可显著强化气相掺混,当旋流数由0.167增大到0.444时,燃烧效率可提高5.25%; 氧气入口流强每增加25kg/(m²·s),燃烧效率以约1.1%的幅度提升; 燃烧室压强对发动机燃烧效率和燃面退移速率的影响均较小。

以乙烯-丙烯酸乙酯共聚物基热塑性弹性体(EEA)为基体、铝粉和高氯酸铵为含能固体填料,采用声共振混合(RAM)制备了固体含量为86.5%的热塑性复合固体推进剂; 利用流变学方法测定了热塑性黏合剂/推进剂的流变参数,系统研究了热塑性黏合剂和热塑性推进剂的流变性能,包括表观黏度、模量、触变性、应变扫描、频率扫描、温度扫描和时间扫描等。结果表明,所制备的推进剂具有良好的成型性能和流平性能; EEA基热塑性推进剂具有明显的触变性,其表观黏度随剪切速率的增加而降低,呈现出明显的假塑性流体特性; EEA基热塑性推进剂的黏弹性具有明显的频率和温度依赖性,在低频时表现出第二平台,在高温下表现为固-液转变; 与热固性推进剂不同的是,热塑性推进剂药浆的模量和黏度随时间基本保持不变。

为了解决传统工艺制备硝酸异丙酯(IPN)存在的反应过程不易控制、反应温度过高及收率低等问题,采用心型微通道反应器,以异丙醇为原料、二氯甲烷为溶剂,经发烟硝酸和乙酸酐的作用合成了硝酸异丙酯(IPN); 考察了异丙醇、发烟硝酸和乙酸酐摩尔比、发烟硝酸质量分数、总流速、反应温度等因素对硝化反应的影响。结果表明,在温度10℃,总流速60mL/min,发烟硝酸质量分数98%,异丙醇、发烟硝酸和乙酸酐的摩尔比1:1.2:0.9,异丙醇和二氯甲烷质量比1:1的条件下,转化率可达99.83%。建立了均相IPN硝化反应动力学模型,拟合得到活化能为37.05kJ/mol,指前因子为4.93×10⁴L/(mol·s)。

针对声共振技术产业化和工程应用带来的技术挑战,从声共振混合技术(RAM)在材料制备领域的总体应用情况出发,综述了其应用效果、效率、安全性及其影响因素等的研究现状,并对未来的重点研究方向进行了展望。指出声共振混合技术不仅能够应用于单纯的混合以实现物质组分均匀分散,还因其对被混物料之间的高效界面接触优势而可以应用于化学反应、共晶、表面处理等方面; 在其适用的领域,最大效率甚至可以较传统工艺提升达到几百倍,且几乎无放大效应,优势明显; 并且,因为其无桨弱剪切特性,相比捏合机、螺杆、球磨机等有桨工艺方式,对物料的结构完整性保持更好,有助于高危高敏感物料的加工处理。目前的研究多集中于实验室级别且在部分工艺现象上缺乏统一的机制认知,未来需在工艺机制、工艺放大、综合效能等方面继续开展深入研究,以加快声共振混合技术的工程化应用进程。附

为降低固体推进剂的特征信号,在保持配方总固体质量分数为84%的情况下,铝粉质量分数由16%逐步减少到4%,进行激光点火燃烧试验和凝相燃烧产物分析,得到了金属铝含量对推进剂燃烧特性的影响规律。结果表明,随着铝含量的逐步减少,丁羟复合固体推进剂整体燃烧稳定性减弱、火焰震荡幅度增大、点火延迟时间增大、线性燃烧时间变长、燃烧温度降低。随着铝含量的减少,燃面处的铝团聚由常规的“熔融铝团聚球”逐渐向“薄片状”发展,经超声后进行粒度分析可知大颗粒团聚体的尺度和数量均呈减少趋势。且燃烧效率随着铝含量的增加呈现先增后降的趋势,在铝粉质量分数8%时最佳,燃烧效率高达88.1%。

为了研究N b₁Zr₂Ti₁W₂难熔高熵合金的冲击释能与破碎行为,利用准密闭反应罐提供弹靶相互作用过程中动态能量释放测试的试验方法,并结合高速摄影、SEM和XRD等技术手段,对冲击释能过程、动态破碎规律等进行了分析,建立了碎片累积质量分布模型,研究了N b₁Zr₂Ti₁W₂高熵合金材料的冲击诱发能量释放特性。结果表明,N b₁Zr₂Ti₁W₂在高速冲击载荷作用下产生“类爆轰”的释能效应,主要是Zr元素的氧化反应,释放了大量化学能; 5.07g合金材料在1631m/s速度下可在32.7L准密闭容器内产生0.176MPa超压; 碎片分布遵循幂次律规律,碎片尺寸与释能密切相关。

为了提高硼的燃烧效率,采用溶胀-吸附-溶解团聚-成球法制备了n-B/n-Ti/NC三元球形团聚颗粒。采用SEM和DSC对颗粒的微观结构特征及热稳定性进行了表征,并通过激光点火系统对其燃烧特性进行了研究。结果表明,在团聚颗粒制备过程中,n-B和n-Ti可被吸附进入溶胀的NC毛细管中,从而形成以NC为团聚材料、n-Ti为助燃剂、n-B为高能燃烧剂,元素均匀分布、密实度高、成球率高的三元球形团聚颗粒; 当NC、n-Ti和n-B的质量分数分别为17%、8%和75%时,团聚颗粒具有最短的点火延迟期(3.42ms)和燃烧时间(8ms); 团聚颗粒各组分的相容性较好,具有较强的热稳定性。