端羟基聚丁二烯(HTPB)基体对AP撞击感度的影响

用撞击加载实验、扫描电镜观测和撞击感度测试研究了AP药粉和AP/HTPB药片的撞击响应特性,以及不同粒度AP药粉和AP/HTPB药片的撞击感度。结果表明,在相同撞击加载条件下,AP/HTPB药片中AP颗粒的破碎程度比在AP药粉要大,其感度也比后者高;此外,AP药粉的感度随粒度增大而降低,而AP/HTPB药片的感度随粒度增大而升高。     

AP粒度对AP/HTPB药柱动态力学性能的影响

采用中粒径分别为6～8μm、130μm和300μm的AP颗粒制备了三种AP/HTPB样品,对样品进行了猎枪动态力学性能加载试验,试验表明,随着AP粒度的增大,AP/HTPB药柱破碎程度增大;回收了加载后试验样品进行了微观扫描电镜(SEM)试验,试验发现药柱内部AP颗粒发生破碎,存在由于粘结剂和AP脱粘造成的空洞结构,且随着AP粒度的增大,情况越严重。为对试验结果进行分析,测试了不同粒度AP与HTPB的表面张力,并计算了不同粒度AP与HTPB的粘附功。研究认为,不同粒度AP与HTPB的粘附功不同,随着AP粒度的增大,其与HTPB的粘附功降低,在受加载过程中,AP与HTPB越容易发生脱粘,药柱发生破碎的可能性就越大。     

高氯酸铵粒度对高氯酸铵/端羟基聚丁二烯药柱动态力学性能的影响

采用中粒径分别为6~8μm、130μm和300μm的AP颗粒制备了三种高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)样品,对样品进行了猎枪动态力学性能加载试验。试验表明,随着AP粒度的增大,AP/HTPB药柱破碎程度增大。回收了加载后试验样品进行了微观扫描电镜(SEM)试验,试验发现药柱内部AP颗粒发生破碎,存在由于粘结剂和AP脱粘造成的空洞结构;且随着AP粒度的增大,情况越严重。为对试验结果进行分析,测试了不同粒度AP与HTPB的表面张力,并计算了不同粒度AP与HTPB的黏附功。研究认为,不同粒度AP与HTPB的黏附功不同,随着AP粒度的增大,其与HTPB的黏附功降低,在受加载过程中,AP与HTPB越容易发生脱粘,药柱发生破碎的可能性就越大。     

AP/CMDB推进剂燃速控制与降感研究

测试了加入不同粒度AP、不同品种催化剂的推进剂的燃速和加入不同降感材料的推进剂的机械感度,分析了影响AP/CMDB推进剂燃烧性能和机械感度的主要影响因素。结果表明,AP粒度是影响AP/CMDB推进剂燃速的主要因素,加入纳米催化剂与某含铜化合物复配能进一步提高燃速,燃速压强指数不提高;推进剂中含能材料的比例和材料颗粒形貌对推进剂机械感度有明显影响,采用某低感增塑剂部分代替NG并加入某高导热碳基材料进行协同降感,能明显降低AP/CMDB推进剂的摩擦感度和撞击感度。     

高氯酸铵(AP)基复合改性双基(AP/CMDB)推进剂燃速控制与降感研究

测试了加入不同粒度AP、不同品种催化剂的推进剂的燃速和加入不同降感材料的推进剂的机械感度,分析了影响AP/CMDB推进剂燃烧性能和机械感度的主要影响因素。结果表明AP粒度是影响AP/CMDB推进剂燃速的主要因素;加入纳米催化剂与某含铜化合物复配能进一步提高燃速,燃速压强指数不提高;推进剂中含能材料的比例和材料颗粒形貌对推进剂机械感度有明显影响。采用某低感增塑剂部分代替NG并加入某高导热碳基材料进行协同降感,能明显降低AP/CMDB推进剂的摩擦感度和撞击感度。     

HTPB/HMX复合粒子的制备及其机械感度研究

为了降低奥克托今(HMX)的机械感度,以端羟基聚丁二烯(HTPB)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为包覆材料,采用相分离法对HMX颗粒进行了表面包覆,制备了HTPB/HMX复合粒子.采用SEM和XPS对包覆样品进行表征,对包覆前后样品的机械感度进行测试和对比.探讨了包覆工艺对包覆效果和机械感度的影响,并分析了包覆机理和钝感机理.结果表明,当用HTPB和TDI同时包覆时,样品易出现大块粘连,摩擦感度降低,而撞击感度不降反升.经1%(质量分数)HTPB包覆后,HMX的摩擦爆炸概率P由100%降至46%,特性落高H50由32.5 cm降至28.6 cm.而先用HTPB包覆再用TDI包覆时,样品的流散性良好,包覆层均匀,机械感度明显降低;当HTPB的包覆量为1%时,H50可升高到45.7 cm,P可降至32%.     

AP/HTPB底排推进剂的TG测量结果与分析

针对AP/HTPB底排推进剂在瞬态降压工况下,导致熄火的试样,利用热重分析仪进行了微量样品的热失重实验,给出了20℃/min和40℃/min两种升温速率下的TG-DTG实验结果,并与AP/HTPB原样测试结果进行对比分析。在20℃/min和40℃/min两种升温速率下,降压熄火的AP/HTPB底排推进剂和AP/HTPB底排推进剂原样样品的失重均具有瞬时性,且瞬时失重温度区间为290—329℃。随着升温速率的提高,同种样品的缓慢失重与瞬时失重的分界点向高温区移动且瞬时失重温度区间变大,但失重速率随之减小。而在同样的升温速率下,两种样品的失重特征基本相似,但AP/HTPB底排推进剂原样样品瞬时失重临界点向高温段偏移。     

粗磷尾矿胶结充填级配及料浆和易性规律研究

利用粗骨料进行高浓度胶结充填是矿业工程中的研究难点,也是前沿性研究课题。为高效利用粗磷尾矿以消除环境污染、土地占用以及采空区诱发的地质灾害等问题,以粗磷尾矿和粉煤灰为主要材料,首先通过SEM、ICP-MSICP-OES、XRD、激光粒度分析及其他标准测试手段对主要充填材料的物理特性、化学成分和矿物成分进行分析;然后利用Füller和Talbol最大密实度曲线理论对粗磷尾矿自然级配和不同破碎粒度磷尾矿级配进行研究;最后采用正交试验设计法及多元非线性回归法对充填料浆和易性规律进行研究。结果表明,粗磷尾矿和粉煤灰物理性能较差,但前者化学特性稳定,后者具有较强火山灰特性;-5 mm粒度破碎磷尾矿具有较优密实度;充填料浆坍落度均随胶砂比、质量浓度和水泥/粉煤灰增大而先增后减,其中胶砂比的影响程度最大;坍落扩散度均随胶砂比、水泥/粉煤灰增大而增大,随质量浓度增大而先增后减,其中质量浓度的影响程度最大;稠度均随胶砂比、质量浓度增大而减小,随水泥/粉煤灰增大而先增后减,其中质量浓度的影响程度最大,且坍落度、坍落扩散度和稠度与各因子之间存在显著非线性关系。     

不同加载速率下煤岩组合体碎块分形特征与能量传递机制

为了研究不同加载速率下煤岩组合体破坏碎块的分布、分形特征以及失稳破坏机制,对细砂岩煤（FC）、粗砂岩煤（GC）、细砂岩煤粗砂岩（FCG）3种煤岩组合体开展0.001,0.005,0.01,0.05,0.1 mm/s加载速率下的单轴压缩试验,结果表明：1）0.001 mm/s速率下破坏煤块粒径较小,为完全充分破坏,破坏类型属于塑性破坏。0.1 mm/s加载速率下,试件破坏碎块粒径最大,形状不规则,为不完全不充分破坏,破坏类型属于脆性破坏。加载速率对试件破坏的影响主要表现在：裂隙发育程度、破坏块体粒径、破坏块体数目、能量释放速度、破坏形式、失稳机制。2）试件碎块具有明显的分类特征。随着加载速率增大,4.75~<10 mm、10~<20 mm两种粒径等级的碎块数量逐渐减少,试件的破碎程度减小;3种试件的长/厚值随着碎块粒径的减小呈现先增加后减小的趋势;对于相同粒径等级内的碎块,其长/厚值随加载速率增大而增大,增大加载速率会促进薄形态碎块生成。3）5种加载速率下,FC、GC、FCG组合体的粒度数量分形维数分别在1.53~0.55、1.27~0.26、1.45~0.46之间,粒度数量分形维数随着加载速率增大而减小,加载速率越大,分形维数越小;FC、GC、FCG组合体粒度质量分形维数分别在2.35~1.48、2.36~1.34、2.34~1.58之间,粒度质量分形维数均随加载速率增大而减小。4）针对煤岩组合体破坏形态,分析了组合体破坏过程的能量传递机制。组合体不断受载,煤组分最先发生破坏,释放的能量直接传递给岩石组分,若达到岩石组分的储能极限,则导致岩石组分发生破坏。煤岩组合体破坏过程的能量传递机制较好地揭示了岩石组分破坏的滞后现象。     

加载速率对砂岩破碎及能耗特征的影响

为了研究应力波加载速率对岩石破碎与能量利用效率的影响,利用杆件纵向撞击面局部变形的非线性模型设计了5种不同曲率半径的锤头,获得了非等入射能与等入射能条件下不同加载速率的入射应力波,并对红砂岩进行了冲击试验.结果表明:随着应力波加载速率的增大,砂岩试样破碎块度的分形维数呈近似线性增长关系.在加载速率相同的情况下,砂岩试样破碎块度的分形维数随入射能的增大而增大.随着入射应力波加载速率的增加,破碎能耗密度增大.在加载速率相同的情况下,入射能越大岩石破碎能耗密度越大.在非等入射能条件下,岩石破碎过程中的能量利用率随着入射能的增大呈明显的下降趋势.实际生产中最优的应力波形必须综合考虑破岩效果和能量利用率等因素.     

超支化聚氨酯在HTPB推进剂中的应用研究

为改善丁羟复合固体推进剂（HTPB推进剂）的性能,选用超支化聚氨酯（HBPU）作为HTPB推进剂的助黏合剂,制备了含有超支化聚氨酯的HTPB推进剂. 采用DSC法研究了HBPU与HTPB推进剂主要组分的相容性,同时进行了HBPU对HTPB推进剂流变性能和力学性能的影响研究. 研究结果表明,HBPU与AP、HTPB相容性好;HTPB推进剂表观黏度随着HBPU的质量分数增加而增大;当HBPU质量分数为7%时,超支化聚氨酯改性的HTPB推进剂最大拉伸强度提高了24.17%,最大延伸率提高了22.84%.      

高压水射流与丁羟推进剂相互作用的数值模拟

为研究丁羟推进剂在高压水射流作用下的点火机理,采用LS-DYNA软件和Euler算法,对高压水射流冲击丁羟推进剂的相互作用过程进行数值模拟.分析了不同水射流速度和直径下丁羟推进剂的压力变化,得到了不同组成的丁羟推进剂的冲击起爆判据.高氯酸铵(AP)和二茂铁含量越高的推进剂,冲击起爆的临界值越低.数值模拟结果与理论分析结果具有很好的一致性.     

无定形硼粉的HTPB团聚新方法改进

以端羟基聚丁二烯（HTPB）为主要原料,乙醇、乙酸乙酯为溶剂,对无定形硼粉进行了团聚改性处理,研究了团聚改性后硼粉对密度的影响,采用XPS光电子能谱,透射电镜、红外光谱等手段分析了硼粉改性效果,总结了其相关性能的表征结果,并对无定形硼粉改性前后与HTPB混合物黏度进行了测试分析。结果表明,无定形硼粉团聚改性后,硼粒子的球性度提高,松装密度大大增加,其表面明显有一层包覆层,而且与HTPB混合物的黏度较无定形硼粉的大大降低,这对制备推进剂药浆工艺性能有利。     

复合推进剂低压燃烧性能测试研究

采用高速摄影燃速测试系统和真空箱-非壅塞燃气发生器测试系统实现了HTPB(端羟基聚丁二烯)复合推进剂低压平均燃速测试和不稳定燃烧测试。由测试结果得出AP(高氯酸铵)总含量、AP平均粒径、催化剂对平均燃速的影响规律以及AP总含量、AP平均粒径、平均燃速对推进剂低压不稳定燃烧的影响规律。     

近红外光谱法快速测定端羟基聚丁二烯固体推进剂药浆中功能组分含量

应用近红外光谱（NIR）技术并采用偏最小二乘法（PLS）模型,针对端羟基聚丁二烯（HTPB）固体推进剂药浆中燃速催化剂（BA）、增塑剂癸二酸二辛酯（DOS）和氧化剂高氯酸铵（AP）的含量建立了快速定量测定的方法。对BA、DOS和AP质量分数进行定量分析的结果表明,PLS-1模型和PLS-2模型对样品中BA和DOS质量分数的相关系数均能达到0.99以上,预测值平均相对误差均在5.0%左右;PLS-2模型对样品中AP质量分数的相关系数为0.9903,预测值平均相对误差为0.84%。实验结果说明利用近红外光谱法能够对HTPB固体推进剂药浆中功能组分的含量进行快速准确的定量分析。     

底排装置低频振荡燃烧和永久熄灭

为了研究高速降压对底排装置工作稳定性的影响,采用模拟实验装置和高速录像系统,对复合底排药剂(AP/HTPB)瞬态降压下的燃烧行为进行了系统研究.实验表明:复合底排药剂在瞬态扰动下的燃烧行为分为:二次点火复燃、振荡燃烧和永久熄灭3种情况.决定这些行为特性的核心因素是降压前的初始压力和降压速率.应用非稳态燃烧理论,推导了底排瞬变燃烧条件下燃气流动特征时间计算公式.     

维生素C胃漂浮片的研制

研制了维生素C胃漂浮片,考察其漂浮和释药性能,确定最优处方。根据辅料性质及制剂质量要求,通过单因素试验确定影响维生素C胃漂浮片性能的主要参数,然后通过正交试验确定最佳处方及试验条件。试验采用干粉直接压片制得维生素C胃漂浮片,在人工胃液中考察其漂浮性能并用滴定法检测其释药量。研制的维生素C胃漂浮片的迟滞时间小于5 min,持续漂浮时间都大于12 h,其8 h的累积释药量大于80%。结果表明所研制的维生素C胃漂浮片具有良好的漂浮特性和释药性能。     

飞秒激光作用下RDX/HTPB混合炸药界面反应的分子动力学模拟

为研究混合炸药在飞秒激光作用下界面上的反应特征,构建了RDX/HTPB混合炸药体系的计算模型,基于ReaxFF-lg反应力场,对其在飞秒激光作用下的响应过程进行了反应分子动力学模拟,分析了计算体系的温度、密度变化以及界面上的化学反应特征.结果表明：从HTPB和RDX两端加载激光能量时,RDX/HTPB体系界面上没有明显的温度突变,温度呈现平稳过渡的变化趋势.激光能量越高,HTPB和RDX反应越剧烈,在界面上HTPB分解产生的H或C原子与RDX分解的小分子产物发生化学反应,生成了CO、C₃O、C₂O₂、C₂HO、NH₂、NH₃等中间产物和H₂O、CO₂、H₂等终态产物;激光能量较低时,RDX和HTPB各自反应不充分,RDX区域仍有大量未分解的环状分子存在,HTPB区域主要是长碳链形式的大分子,两者界面区域分解产物间发生的反应较少.     

机械球磨法制备Al/C复合粒子及其对HTPB推进剂的性能影响

为了提高Al粉的活性和燃烧效率,采用机械球磨法制备了一种Al/C复合粒子并优化了球磨条件,当C质量分数为30%、球料比为14、转速为350 rad·s-1、环境介质为正己烷、湿磨时间为2 h时,复合粒子中Al和C的晶粒尺寸分别为33.2 nm和42.5 nm,粒子的相对有效活性为70.33%.同时,研究了复合粒子对HTPB推进剂的黏度、力学、爆热、燃速等的影响.研究结果表明,复合粒子会增加HTPB推进剂的黏度,但是体系是一个典型剪切变稀的流体,复合粒子加入量越多,剪切变稀程度越大,因此选择合适的添加量和加工条件,含复合粒子的推进剂能高质量成型;且复合粒子能有效改善HTPB推进剂的力学强度,当其替代Al粉比例从0%增加到30%,平均最大拉伸强度和断裂强度分别从0.37,0.32 MPa增加至0.75,0.69 MPa;且复合粒子的替代量为15%时,HTPB推进剂的爆热和燃速分别较空白提高9.91%和48.27%.