环糊精金属有机框架材料对发射药静态燃烧火焰特性的影响

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作者 李雯佳 柴亚朦 +4 位作者 方嵩杭 王彬彬 丁亚军 肖忠良 周杰 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期839-847,共9页

通过蒸汽扩散法成功合成了3种环糊精金属有机框架(CD-MOF)材料,并采用单晶X-射线衍射对其单晶结构进行解析。作为潜在的消焰剂,相比传统的硝酸钾热分解温度(722.0℃),3种CD-MOF更低(250.9℃;261.0℃;290.3℃),更容易释放钾离子,且在硝... 通过蒸汽扩散法成功合成了3种环糊精金属有机框架(CD-MOF)材料,并采用单晶X-射线衍射对其单晶结构进行解析。作为潜在的消焰剂,相比传统的硝酸钾热分解温度(722.0℃),3种CD-MOF更低(250.9℃;261.0℃;290.3℃),更容易释放钾离子,且在硝化纤维素(NC)中显示出良好的物理分散性和化学相容性。此外,添加CD-MOF的NC在热分解时产生的易燃和有害气体(CO、NO、NO_(2)和N_(2)O)更少。添加γ-CD-MOF的单基药在燃烧时表现出最小的火焰面积(119.6 mm^(2)),而添加β-CD-MOF的单基药显示出更低的火焰面积标准偏差(8.4 mm^(2)),表明其消焰效能更稳定。相比之下,添加KNO_(3)的单基药火焰面积最大(392.7 mm^(2))。 展开更多

关键词 环糊精金属有机框架 发射药 硝化纤维素 静态燃烧火焰 热分解

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响应面法优化球扁药脱硝工艺研究

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作者 王欣雨 彭智华 +6 位作者 顾玉乐 范红蕾 李世影 李纯志 王晓倩 肖忠良 吴晓青 《爆破器材》 北大核心 2025年第1期28-35,共8页

为探索工艺参数对球扁药脱硝反应的影响规律,利用响应面法的Box-Behnken设计优化球扁药脱硝工艺。在单因素实验基础上,分析了脱硝剂质量分数、反应温度和反应时间对梯度硝基球扁药爆热的影响;利用显微拉曼技术研究了梯度硝基球扁药的微... 为探索工艺参数对球扁药脱硝反应的影响规律,利用响应面法的Box-Behnken设计优化球扁药脱硝工艺。在单因素实验基础上,分析了脱硝剂质量分数、反应温度和反应时间对梯度硝基球扁药爆热的影响;利用显微拉曼技术研究了梯度硝基球扁药的微观结构组成;并采用密闭爆发器实验对脱硝前、后球扁药的定容燃烧性能进行研究。单因素实验和响应面法优化结果均表明,影响梯度硝基球扁药性能的工艺参数主次顺序为:反应温度、反应时间、脱硝剂质量分数。通过响应面法建立的脱硝工艺参数与梯度硝基球扁药爆热之间的模型相关系数为0.9785,且实验验证所得爆热与响应面模型预测的爆热基本吻合,表明优化得到的响应面模型具有可靠性和有效性。拉曼表征结果表明,梯度硝基球扁药表层硝酸酯基的分布由表及里呈梯度递增趋势。通过调节工艺参数,使得梯度硝基球扁药的爆热和燃烧渐增性大范围可控,为梯度硝基球扁药性能的精准调控提供了技术和理论支持。 展开更多

关键词 梯度硝基球扁药 响应面法 脱硝反应 工艺优化 爆热 燃烧渐增性

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单基发射药的药型对分子裁剪反应过程动力学的影响

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作者 彭智华 王欣雨 +6 位作者 顾玉乐 范红蕾 李世影 李纯志 王晓倩 肖忠良 吴晓青 《含能材料》 北大核心 2025年第1期47-56,共10页

为研究药型尺寸对单基发射药分子裁剪反应过程的影响,以水合肼为脱硝试剂,对七孔、单孔和无孔单基发射药进行表层分子裁剪,制备了3种梯度硝基单基发射药。基于Avrami模型对不同药型单基发射药分子裁剪反应过程的动力学进行了研究,结果表... 为研究药型尺寸对单基发射药分子裁剪反应过程的影响,以水合肼为脱硝试剂,对七孔、单孔和无孔单基发射药进行表层分子裁剪,制备了3种梯度硝基单基发射药。基于Avrami模型对不同药型单基发射药分子裁剪反应过程的动力学进行了研究,结果表明:Avrami模型可以用于描述3种药型单基发射药的分子裁剪反应过程;七孔单基发射药的Avrami指数,在70~75℃范围内n>1,分子裁剪反应过程受化学反应过程控制;在75~80℃范围内n<1,分子裁剪反应过程受内扩散和化学反应共同控制。单孔和无孔单基发射药的Avrami指数n<1,分子裁剪反应过程受内扩散和化学反应共同控制。依据Fick定律求得单孔和无孔单基发射药的扩散系数D,单孔单基发射药的扩散系数为3.8×10^(-13)~10.2×10^(-13)m^(2)·s^(-1),无孔单基发射药的扩散系数为3.7×10^(-13)~5.1×10^(-13)m^(2)·s^(-1);利用Arrhenius方程计算出3种单基发射药的表观活化能,七孔、单孔和无孔单基发射药的表观活化能分别为45.84,52.88和38.26 kJ·mol^(-1)。研究通过对不同药型单基发射药分子裁剪反应过程动力学的研究,为梯度硝基单基发射药的可控制备提供理论指导。 展开更多

关键词 梯度硝基单基发射药 不同药型 分子裁剪 反应动力学 Avrami模型

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梯度硝基单基发射药构筑过程的Avrami模型 被引量：1

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作者 范红蕾 崔璠 +6 位作者 李杨 李世影 陈春林 李纯志 王晓倩 肖忠良 吴晓青 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期150-157,共8页

梯度硝基发射药是一种绿色无烟发射药,其结构的可控构筑是复杂的物理化学过程,是决定发射药燃烧性能的核心关键。为研究梯度硝基发射药制备中反应过程的动力学模型,以圆柱粒状单基发射药为研究对象,采用液体静力称量法测试圆柱粒状单基... 梯度硝基发射药是一种绿色无烟发射药,其结构的可控构筑是复杂的物理化学过程,是决定发射药燃烧性能的核心关键。为研究梯度硝基发射药制备中反应过程的动力学模型,以圆柱粒状单基发射药为研究对象,采用液体静力称量法测试圆柱粒状单基发射药样品的密度,考察反应温度、反应液浓度对脱硝率的影响规律,借助Avrami模型研究反应过程的控制步骤,建立脱硝反应动力学方程。实验结果表明:脱硝程度越大,圆柱粒状单基发射药样品的密度越小,圆柱粒状单基发射药的脱硝反应过程符合n=0.816的Avrami模型,表观活化能为49.223 kJ/mol,反应液浓度表观反应级数为1.028,脱硝反应过程由扩散和化学反应混合控制;强化化学反应效应或扩散效应,可以提高圆柱粒状单基发射药的脱硝率;所得结果为梯度硝基发射药生产工艺条件的建立提供了理论依据。 展开更多

关键词 梯度硝基发射药 控制步骤 AVRAMI 动力学方程

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基于响应面法的梯度硝基单孔发射药制备工艺的优化

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作者 范红蕾 顾玉乐 +5 位作者 彭智华 王欣雨 李世影 李纯志 吴晓青 肖忠良 《含能材料》 北大核心 2025年第1期39-46,共8页

为了优化发射药脱硝工艺,基于Box-Behnken设计的响应面法(RSM)对单孔发射药的脱硝工艺进行了优化。考察了水合肼浓度、反应温度和反应时间3个主要影响因素对单孔发射药脱硝过程中脱硝率的影响,并建立了以脱硝率为响应值的二次回归模型... 为了优化发射药脱硝工艺,基于Box-Behnken设计的响应面法(RSM)对单孔发射药的脱硝工艺进行了优化。考察了水合肼浓度、反应温度和反应时间3个主要影响因素对单孔发射药脱硝过程中脱硝率的影响,并建立了以脱硝率为响应值的二次回归模型。结果表明:各因素对脱硝率的影响程度为水合肼浓度>反应时间>反应温度,且各因素之间交互作用不显著。所建立的二次回归模型相关系数为0.9774,在影响因素水平范围内进行多组实验,脱硝率的实验值与模型预测值之间吻合度较高,平均相对偏差为1.61%,表明所提出的二次回归模型可靠性较高,可用于对发射药脱硝过程中脱硝率的预测和工艺条件的优化。通过对脱硝前后单孔发射药的结构和燃烧性能的表征,进一步证实了梯度硝基单孔发射药表层及孔边缘硝酸酯基浓度呈梯度增加,具有优异的燃烧渐增性。 展开更多

关键词 梯度硝基单孔发射药 脱硝率 响应面法 优化

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数值模拟在含能材料焚烧炉设计中的应用 被引量：1

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作者 金国瑞 刘军 +4 位作者 张超 王沫茹 张建伟 何卫东 廖昕 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期34-42,共9页

为保证焚烧过程的安全,焚烧炉必须能够承受废弃含能材料在焚烧过程中意外爆炸产生的冲击作用。依据抗爆要求,分别采用动力系数法和英国原子能武器机构(Atomic Weapons Establishment)提出的方法(AWE方法)对废弃含能材料立式焚烧炉壳体... 为保证焚烧过程的安全,焚烧炉必须能够承受废弃含能材料在焚烧过程中意外爆炸产生的冲击作用。依据抗爆要求,分别采用动力系数法和英国原子能武器机构(Atomic Weapons Establishment)提出的方法(AWE方法)对废弃含能材料立式焚烧炉壳体进行了设计,通过AUTODYN软件对设计的焚烧炉在含能材料爆轰情况下壳体受力情况等进行了三维数值模拟,对烟气出口大小、出口位置和含能材料爆炸位置对焚烧炉抗爆性能的影响进行了分析。数值模拟结果表明:烟气出口的存在破坏了壳体的连续性,在出口附近出现应力集中,最大应力出现在出口上边缘;随着出口直径增大、出口圆心位置距壳体封盖越近、含能材料爆炸位置距出口越近,出口上边缘的应力集中越严重;当含能材料与焚烧炉壳体距离较近时,爆炸会使壳体产生塑性变形。因此,在烟气出口直径确定的情况下,采取出口圆心位置尽量远离封盖、出口处设置补强圈、含能材料与壳体保持一定的距离等措施保证焚烧过程的安全性。 展开更多

关键词 废弃含能材料 焚烧炉 数值模拟 爆炸位置 烟气出口

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高大毛壳对硝化纤维素的降氮机理 被引量：1

7

作者 黄娟 薛会会 +4 位作者 张阿磊 陈可泉 周杰 丁亚军 肖忠良 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期875-884,共10页

针对废旧火药存在严重的安全隐患问题,通过对硝化纤维素(Nitrocellulose,NC)生产的废液处理池及其周边进行采样、富集、驯化和分离纯化,获得5株能够降低NC含氮量的微生物,并对其中降氮效果最佳的高大毛壳进行时间优化实验,发现随着时间... 针对废旧火药存在严重的安全隐患问题,通过对硝化纤维素(Nitrocellulose,NC)生产的废液处理池及其周边进行采样、富集、驯化和分离纯化,获得5株能够降低NC含氮量的微生物,并对其中降氮效果最佳的高大毛壳进行时间优化实验,发现随着时间的延长,NC含氮量可从13.06%降至10.83%,X射线光电子能谱结果显示NC表面氮元素含量逐渐降低;利用傅里叶变换红外光谱、显微共聚焦拉曼仪和凝胶渗透色谱仪对NC分子结构和分子量进行表征,红外光谱表明高大毛壳与O—NO 2发生水解反应,导致NC在3400 cm^(-1)左右的—OH峰强逐渐增大,拉曼光谱图显示NC含能基团(O—NO 2)的强度发生了显著降低,同时通过凝胶色谱发现,高大毛壳可使NC的数均分子质量和重均分子质量分别降低2.34%和6.40%。为进一步确定作用于NC的生物酶,利用胞外酶、胞内酶的分离以及硫酸铵梯度沉淀实验,证明0~30%硫酸铵沉淀的胞外酶能够有效降低NC的含氮量;高大毛壳对降低NC含氮量的显著作用,使其在废旧火药的再利用、高渐增发射药的生物脱硝等方面具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 硝化纤维素 高大毛壳 含氮量 分子结构 生物脱硝

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紫外分光光度计法测定硝化纤维素含氮量 被引量：1

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作者 薛会会 黄娟 +4 位作者 张阿磊 陈可泉 周杰 丁亚军 肖忠良 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期537-544,共8页

为发展绿色无毒、操作简单且结果准确的NC含氮量测量方法,基于硝化纤维素(NC)在碱液中水解后产生的亚硝酸根(NO_(2)^(-))与硝酸根(NO_(3)^(-))的摩尔比与NC含氮量之间的线性关系,采用紫外分光光度计法分析了NC含氮量。在相同的反应条件... 为发展绿色无毒、操作简单且结果准确的NC含氮量测量方法,基于硝化纤维素(NC)在碱液中水解后产生的亚硝酸根(NO_(2)^(-))与硝酸根(NO_(3)^(-))的摩尔比与NC含氮量之间的线性关系,采用紫外分光光度计法分析了NC含氮量。在相同的反应条件下水解5种已知含氮量的NC标品,通过紫外分光光度计测定了水解液中的NO_(2)^(-)和NO_(3)^(-)含量,对测量体系的反应条件进行了优化;通过最小二乘法确定NO_(2)^(-)和NO_(3)^(-)的摩尔比(y)与NC标品含氮量(x)之间的线性关系;最后用3种验证用NC样品对此法进行验证。结果表明,通过紫外分光光度计可同时测定碱解液中NO_(2)^(-)和NO_(3)^(-)的含量,其最佳反应条件为:氨基磺酸浓度为20 g·L^(-1),反应时间为30 min;在最佳反应条件下得到了R2为0.9893的y与x间的线性关系式;验证结果表明,采用紫外分光光度计法得到的含氮量与实际含氮量非常吻合,相对标准偏差RSD(n=4)均小于0.150%。 展开更多

关键词 硝化纤维素(NC) 含氮量 紫外分光光度计 NO_(2)^(-)和NO_(3)^(-)测定

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包覆微孔球扁药的结构与性能 被引量：1

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作者 周港澳 陶忠安 +1 位作者 范文豪 丁亚军 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期795-803,I0002,共10页

球扁药是中小口径和轻武器的主要装药,其能量释放渐增性的控制方法一直是研究的热点。通过超临界二氧化碳微发泡的内部微孔增燃与流化床包覆的表面包覆阻燃相耦合,构筑了能量释放精准可控的乙基纤维素(EC)包覆微孔球扁药,利用扫描电镜... 球扁药是中小口径和轻武器的主要装药,其能量释放渐增性的控制方法一直是研究的热点。通过超临界二氧化碳微发泡的内部微孔增燃与流化床包覆的表面包覆阻燃相耦合,构筑了能量释放精准可控的乙基纤维素(EC)包覆微孔球扁药,利用扫描电镜和红外光谱研究其微观结构与组成,采用密闭爆发器等分析其燃烧和贮存性能。结果表明:包覆微孔球扁药表面结构完整、致密,当包覆时间从5 min增加到30 min时,包覆层的质量分数从2.32%增加到9.79%,对应的膜厚从7μm增加到33μm;相比于原药,包覆时间10 min的包覆微孔球扁药,其初始活度L_(0)和最大活度L_(m)分别降低了62.34%和55.61%,燃烧渐增性特征值A_(L-B)为1.30 MPa^(-1)·s^(-1);加速老化试验表明,包覆微孔球扁药的燃烧性能变化较小,在75℃老化14 d后,老化样品与未处理的原始样品的p‑t和L‑B曲线基本保持一致,表明EC包覆微孔球扁药具有优异的贮存稳定性。 展开更多

关键词 球扁药 表面包覆 核-壳结构 燃烧渐增性 贮存稳定性

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可控固体推进技术研究进展 被引量：13

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作者 鲍立荣 陈永义 +4 位作者 陈苏杭 张伟 吴立志 沈瑞琪 叶迎华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期961-973,共13页

可控固体推进技术是指在基于含能材料为工质的固体推进剂燃烧过程中,借助一定措施使得推进剂的燃烧方式可控,燃速可调,实现推力可随机控制的推进技术。其可对推进剂燃烧状态进行主动控制,有望从根本上解决固体推进剂发动机推力主动、随... 可控固体推进技术是指在基于含能材料为工质的固体推进剂燃烧过程中,借助一定措施使得推进剂的燃烧方式可控,燃速可调,实现推力可随机控制的推进技术。其可对推进剂燃烧状态进行主动控制,有望从根本上解决固体推进剂发动机推力主动、随机控制等关键技术难题。从推力可控实施方案、对应推进剂类别以及其应用技术等方面对当前可控固体推进技术研究进展进行了综述,并对部分可控固体推进技术中的推力可控实施方案提出了建议。 展开更多

关键词 可控固体推进 燃速可调 推力可控 研究进展 综述

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HAN基电控固体推进剂的热分解和电导率特性 被引量：21

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作者 鲍立荣 张伟 +3 位作者 陈永义 陈苏杭 沈瑞琪 叶迎华 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期743-748,共6页

为了揭示硝酸羟胺(HAN)基电控固体推进剂(ECSP)可靠点火和燃烧调控机理,采用热重-差示扫描量热-质谱(TG-DSC-MS)联用技术和阻抗-频率扫描方法分别研究了ECSP的热分解行为、热分解产物以及压力与温度对电导率的影响。结果表明:与纯HAN溶... 为了揭示硝酸羟胺(HAN)基电控固体推进剂(ECSP)可靠点火和燃烧调控机理,采用热重-差示扫描量热-质谱(TG-DSC-MS)联用技术和阻抗-频率扫描方法分别研究了ECSP的热分解行为、热分解产物以及压力与温度对电导率的影响。结果表明:与纯HAN溶液相比,ECSP的热稳定性提高,初始分解温度提高11℃,高温放热峰峰温后移24℃,热分解历程变长。结合ECSP的热分解行为与产物质谱曲线,发现HAN基ECSP的热分解历程主要分为三步:HAN发生热分解反应;HAN的热分解产物和未分解的HAN与聚乙烯醇(PVA)发生相互作用;ECSP中剩余其他组分发生热分解。ECSP的电导率在低频率范围(0~1000 Hz)内急剧增加,但随着频率的增加,在高频率范围(大于1000 Hz)内趋于恒定。随着压强和温度的增加,ECSP的电导率增加。当温度增加到150℃时,ECSP在高频率范围的电导率与125℃时相比降低2.92%。 展开更多

关键词 硝酸羟胺(HAN) 电控固体推进剂(ECSP) 热分解 电导率

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纳米Cu-Cr复合金属氧化物的机械研磨制备及对AP的催化性能 被引量：6

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作者 郝嘎子 李丽 +6 位作者 苟兵旺 肖磊 胡玉冰 刘杰 姜炜 赵凤起 高红旭 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期557-565,共9页

为了增强纳米氧化铜对高氯酸铵(AP)热分解的催化作用,采用机械研磨法批量制备了一系列摩尔比分别为1∶2,1∶1,1∶0.5,1∶0.25的CuO/Cr2O3纳米Cu-Cr复合金属氧化物(纳米CuO/Cr2O3);采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显... 为了增强纳米氧化铜对高氯酸铵(AP)热分解的催化作用,采用机械研磨法批量制备了一系列摩尔比分别为1∶2,1∶1,1∶0.5,1∶0.25的CuO/Cr2O3纳米Cu-Cr复合金属氧化物(纳米CuO/Cr2O3);采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征样品的微结构、表面元素和形态;通过热重(TG)分析和差示扫描量热(DSC)技术研究了纳米Cu-Cr复合金属氧化物对AP热分解的催化作用,讨论了纳米CuO/Cr2O3含量对AP热分解的影响。结果表明,与其他纳米Cu-Cr复合金属氧化物、单一纳米CuO和纳米Cr2O3相比,质量分数2%的CuO/Cr2O3(摩尔比1∶0.25)复合金属氧化物对AP热分解具有最佳催化效果,可使AP的分解温度从441.3℃下降到351.1℃,吉布斯自由能从199.8 kJ/mol降至172.1 kJ/mol,同时表观分解热从941 J/g升至1778 J/g,这可能是由于在高能研磨力场下,纳米CuO和纳米Cr2O3发生晶格变化促进其对AP热分解的协同催化作用。 展开更多

关键词 材料科学 纳米复合金属氧化物 机械研磨 高氯酸铵 热分解 协同催化

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双基球扁药中的钝感剂迁移现象及其对燃烧性能的影响 被引量：7

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作者 张勇 丁亚军 肖忠良 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期220-227,共8页

为研究双基球扁药贮存过程中钝感剂的迁移现象,采用显微拉曼技术,表征了经加速老化后小分子钝感剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和高分子钝感剂聚新戊二醇己二酸酯(NA)在双基球扁药中的浓度分布状态;并利用密闭爆发器试验,测试了双基球扁药的... 为研究双基球扁药贮存过程中钝感剂的迁移现象,采用显微拉曼技术,表征了经加速老化后小分子钝感剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和高分子钝感剂聚新戊二醇己二酸酯(NA)在双基球扁药中的浓度分布状态;并利用密闭爆发器试验,测试了双基球扁药的燃烧性能。结果表明,在由表及里的一维方向上,钝感剂DBP、NA的浓度呈指数规律变化,符合Fick第二扩散定律;加速老化过程中,在双基球扁药中DBP的迁移是双向的,钝感剂分布的浓度梯度会逐渐降低,扩散深度增加,浓度峰值位置向内偏移,双基球扁药燃烧渐增性能也随之下降;高温会加剧钝感剂的迁移现象,65,75,85℃高温条件下老化10天的球扁药样品,其燃烧渐增性特征值分别为1.3351、1.2917、1.1888;随着温度的升高,双基球扁药的燃烧渐增性能下降幅度也随之加大;而在相同条件下,NA较DBP具有更好的抗迁移特性。 展开更多

关键词 显微拉曼 邻苯二甲酸二丁酯(DBP) NA 双基球扁药 迁移 燃烧渐增性

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双基发射药挤出式3D打印技术 被引量：3

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作者 王沫茹 周拥荣 +4 位作者 金国瑞 袁璟 蔺向阳 南风强 何卫东 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期897-902,共6页

为了研制复杂几何形状的发射药,采用双基发射药挤出式3D打印工艺,通过螺杆挤出式发射药3D打印机打印出方形、车轮形、星孔形和花边七孔双基发射药,对打印发射药的表面结构、尺寸均匀性、密度和力学性能进行表征。结果表明,打印发射药的... 为了研制复杂几何形状的发射药,采用双基发射药挤出式3D打印工艺,通过螺杆挤出式发射药3D打印机打印出方形、车轮形、星孔形和花边七孔双基发射药,对打印发射药的表面结构、尺寸均匀性、密度和力学性能进行表征。结果表明,打印发射药的表面较光滑、无明显瑕疵;花边七孔发射药的尺寸均匀性达到传统方式制备发射药的标准,车轮形发射药弧厚的尺寸均匀性较好,标准偏差为0.026 mm,相对标准偏差为0.92%;方形发射药的密度较高(1.567 g·cm^(-3)),其他发射药的密度为1.549~1.559 g·cm^(-3);打印填充路径为同心线(填充线方向与拉伸方向平行)和直线(填充线方向与拉伸方向垂直)的发射药试样的拉伸强度分别为14.467 MPa和10.789 MPa,前者与传统方式制备的发射药拉伸强度相当。实现具有弧度和角度的多种几何形状发射药的良好打印为复杂几何形状发射药的制备提供了基础。 展开更多

关键词 挤出式3D打印 发射药 尺寸均匀性 密度 力学性能

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某中小口径武器用梯度硝基发射装药效应 被引量：5

15

作者 李世影 肖忠良 +3 位作者 李宇 丁亚军 石玉东 赵剑春 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1134-1140,共7页

针对某中小口径武器发射烟焰大、刺激性气味强等问题,采用化学脱硝法,制备了不同脱硝程度的梯度硝基七孔发射药,对其理化性能、静态燃烧性能、内弹道性能、发射有害现象进行了研究,并基于最小自由能法,研究了樟脑钝感剂用量与脱硝程度... 针对某中小口径武器发射烟焰大、刺激性气味强等问题,采用化学脱硝法,制备了不同脱硝程度的梯度硝基七孔发射药,对其理化性能、静态燃烧性能、内弹道性能、发射有害现象进行了研究,并基于最小自由能法,研究了樟脑钝感剂用量与脱硝程度对发射药可燃气体(CO、H_(2))含量、未氧化碳值的影响规律。结果表明:随着脱硝程度的增加,发射药的爆热从4001 J·g^(-1)降低至3517 J·g^(-1),弧厚从0.92 mm降低至0.89 mm、安定剂含量从2.60%降低至1.95%、安定性未发生变化,最大动态活度对应的相对压力Bm增加至0.66,燃烧渐增性逐渐提升;在相当膛压下,发射药燃烧渐增性越好,弹丸初速越高,并建立了装药量、膛压、初速之间的对映耦合关系,获得了梯度硝基发射药内弹道性能的数字表达与控制方法;当爆热值相当时,与樟脑钝感发射药相比,梯度硝基发射药燃气中可燃气体含量低、未氧化碳含量少;射击试验中发现,梯度硝基发射药火焰小、刺激性气味小,具有较少的发射有害现象。 展开更多

关键词 中小口径武器 梯度硝基发射药 理化性能 燃烧性能 内弹道性能 发射有害现象

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超临界二氧化碳辅助挤出制备微孔醋酸纤维素 被引量：4

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作者 熊奥 阮建 +1 位作者 丁亚军 应三九 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期24-31,共8页

为了连续化制备泡孔结构良好的微孔二醋酸纤维素(CDA)材料,采用超临界二氧化碳(SC-CO_(2))辅助CDA挤出发泡,通过扫描电镜对微孔CDA材料断面形貌进行了观测,研究了CO_(2)注气量、螺杆转速和溶剂比对CDA泡孔形貌的影响,结果显示,随着CO_(2... 为了连续化制备泡孔结构良好的微孔二醋酸纤维素(CDA)材料,采用超临界二氧化碳(SC-CO_(2))辅助CDA挤出发泡,通过扫描电镜对微孔CDA材料断面形貌进行了观测,研究了CO_(2)注气量、螺杆转速和溶剂比对CDA泡孔形貌的影响,结果显示,随着CO_(2)注气量增加,泡孔密度从9.3×10^(7)cm^(-3)增加至1.04×10^(11)cm^(-3),平均泡孔直径从10.06μm减小至1.16μm;随着螺杆转速的提高,压降速率显著增加,泡孔密度从6.6×10^(7)cm^(-3)增加到了9.12×10^(10) cm^(-3),泡孔直径从28.1μm减小到了0.88μm;随着醇酮溶剂用量的增加,泡孔密度降低,并出现了泡孔合并现象。采用SC-CO_(2)辅助挤出发泡技术可以制备出含有致密泡孔结构的微孔CDA材料。 展开更多

关键词 二醋酸纤维素 超临界二氧化碳 挤出发泡 微孔结构

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SC-CO2辅助高固含量发射药代料挤出加工的流变行为 被引量：3

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作者 阮建 熊奥 +1 位作者 丁亚军 应三九 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期504-513,共10页

为了改善高固含量发射药挤出加工时流变性能,采用超临界二氧化碳(SC-CO2)作为增塑剂辅助高固含量发射药代料醋酸纤维素/碳酸钙(CA/CaCO3)挤出加工,通过狭缝流变仪和幂律方程研究了CA/CaCO3和CA/CaCO3/SC-CO2溶液的在线流变行为,使用Poly... 为了改善高固含量发射药挤出加工时流变性能,采用超临界二氧化碳(SC-CO2)作为增塑剂辅助高固含量发射药代料醋酸纤维素/碳酸钙(CA/CaCO3)挤出加工,通过狭缝流变仪和幂律方程研究了CA/CaCO3和CA/CaCO3/SC-CO2溶液的在线流变行为,使用Polyflow软件模拟了CA/CaCO3/SC-CO2溶液的分散混合性能。结果表明,温度为50℃时,SC-CO2使CA/CaCO3溶液的稠度系数降低了26.00%,非牛顿指数增加了16.67%,降低了CA/CaCO3溶液在挤出过程的粘度和压力;随着加工温度的升高,CA/CaCO3/SC-CO2溶液的粘度降低;在低剪切速率下,CA/CaCO3/SC-CO2溶液的剪切粘度对温度的敏感性较高;根据模拟结果,温度为50℃时,CA/CaCO3/SC-CO2溶液经受最大剪切应力的最大概率密度比CA/CaCO3溶液增加了20.63%,SC-CO2的注入有利于CA/CaCO3溶液分散混合性能的提高。 展开更多

关键词 高固含量发射药 超临界二氧化碳(SC-CO2) 流变行为 分散混合性能

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碳纤维增强微孔可燃壳体的制备及性能研究 被引量：2

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作者 刘慧娜 应三九 +1 位作者 丁亚军 顾晗 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期96-100,共5页

为改善以黑索金(RDX)为含能组分、二醋酸纤维素(CA)为黏结剂的可燃壳体的力学性能,在此基础配方上添加适量碳纤维(CF),然后通过超临界二氧化碳(SC-CO2)发泡技术制备了微孔可燃壳体;采用扫描电子显微镜和落锤冲击试验机,分别研究了发泡... 为改善以黑索金(RDX)为含能组分、二醋酸纤维素(CA)为黏结剂的可燃壳体的力学性能,在此基础配方上添加适量碳纤维(CF),然后通过超临界二氧化碳(SC-CO2)发泡技术制备了微孔可燃壳体;采用扫描电子显微镜和落锤冲击试验机,分别研究了发泡前后可燃壳体的断面形貌和力学性能。结果表明,添加适量的CF,可提高可燃壳体的冲击强度,且冲击强度随着CF添加量的增大而增大;当CF的质量分数为1.0%时,未发泡可燃壳体的力学性能最优,冲击强度由5.11kJ/m^(2)提高到8.20kJ/m^(2),增幅达60.47%;增大饱和压力、发泡温度和发泡时间都能够增大泡孔直径,但发泡温度高于130℃会导致泡孔合并;发泡将降低壳体的力学性能,但采用受限发泡制得的可燃壳体的冲击强度优于自由发泡法,当发泡时间为180s时,受限发泡的冲击强度由自由发泡时的5.93kJ/m^(2)升至6.34kJ/m^(2)。 展开更多

关键词 材料科学 可燃壳体 微孔可燃壳体 碳纤维 CF 冲击强度 泡孔形貌 超临界二氧化碳(SC-CO2)发泡技术

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37孔硝基胍发射药单一装药和混合装药的燃烧性能 被引量：2

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作者 蒋帅 刘琼 +2 位作者 南风强 尹记红 堵平 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期228-233,共6页

为了解37孔硝基胍发射药单一装药和混合装药的定容燃烧性能,采用花边形37孔三胍-15发射药为主装药(MC),花边形19孔三胍-15包覆药为辅助装药(B)。通过定容密闭爆发器实验,装填密度为0.20 g·cm-3,在高温(50℃)、常温(20℃)、低温(-40... 为了解37孔硝基胍发射药单一装药和混合装药的定容燃烧性能,采用花边形37孔三胍-15发射药为主装药(MC),花边形19孔三胍-15包覆药为辅助装药(B)。通过定容密闭爆发器实验,装填密度为0.20 g·cm-3,在高温(50℃)、常温(20℃)、低温(-40℃)条件下,研究弧厚对单一主装药燃烧性能的影响以及混合比例对混合装药(MC+B)燃烧性能的影响。结果表明,随温度降低,37孔单一主装药侵蚀燃烧现象越明显,燃烧渐增性越弱,而相同温度下,弧厚越大的主装药,其侵蚀燃烧现象越不明显,燃烧渐增性越强;温度越高,同一混合比例的混合装药ΔL、Lm/L0值越大,燃烧渐增性越好;相同温度下,混合装药的燃烧渐增性均强于单一主装药,且随着包覆药比例增加,侵蚀燃烧峰逐渐减小,说明包覆药的加入明显地提高了混合装药的渐增性并降低了侵蚀燃烧峰,且在50,20,-40℃条件下,混合装药获得较佳燃烧渐增性的混合比例均为7∶3。 展开更多

关键词 37孔硝基胍发射药 单一装药 混合装药 侵蚀燃烧 燃烧渐增性

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梯度硝基发射药的设计原理与实现方法 被引量：11

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作者 李世影 丁亚军 +4 位作者 梁昊 赵先正 肖忠良 李纯志 贺云 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2198-2205,共8页

为实现发射药能量释放高渐增性,根据枪炮内弹道学原理提出梯度硝基发射药(NGDP)的概念,并论证NGDP能量释放渐增性的基本原理。与传统钝感发射药相比,NGDP氧平衡较高,理论上具有低烟雾、低残渣特征。基于最小自由能算法,分析邻苯二甲酸... 为实现发射药能量释放高渐增性,根据枪炮内弹道学原理提出梯度硝基发射药(NGDP)的概念,并论证NGDP能量释放渐增性的基本原理。与传统钝感发射药相比,NGDP氧平衡较高,理论上具有低烟雾、低残渣特征。基于最小自由能算法,分析邻苯二甲酸二丁酯、樟脑和二硝基甲苯钝感的发射药与NGDP燃烧产物中可燃组分(CO、H2)的含量,发现NGDP燃烧产物中可燃组分含量最低。阐述了NGDP的制备过程,通过扫描电子显微镜和X射线能谱仪以及激光共聚焦显微拉曼光谱仪表征NGDP的微观结构;进行密闭爆发器实验,证实了NGDP具有能量释放高渐增性。结果表明,NGDP是一种有别于现有制式发射药的新型发射药,有望消除或者减少传统表面钝感、包覆发射药存在的烟雾、火焰、残渣、储存稳定性等诸多问题。 展开更多

关键词 梯度硝基发射药 梯度脱硝 能量释放渐增性 低烟、焰、残渣

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