铝粉粒度对HMX基含铝浇注PBX炸药爆热的影响

利用恒温式量热计测定了不同粒度的HMX基含铝炸药的爆热值,对其能量释放规律研究结果表明：含粗铝粉的炸药爆热随铝粉含量增加呈递增趋势,当铝粉含量为35%时,爆热达到最大值;而细颗粒铝粉含量为25%时,含铝炸药爆热达到最大值,之后随铝粉含量的增加爆热值降低;铝含量低于13%左右时,含细颗粒铝粉的炸药爆热值较含粗颗粒铝粉的炸药爆热值高,高于此值后,爆热值较后者偏低。根据爆热结果分析,铝粉粒度对HMX基含铝浇注PBX炸药的反应机理和反应动力学有影响。     

铝粉粒度对奥克托今(HMX)基含铝浇注高聚物粘结炸药爆热的影响

利用恒温式量热计测定了不同粒度的HMX(1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷)基含铝炸药的爆热值。对其能量释放规律研究结果表明:含粗铝粉的炸药爆热随铝粉含量增加呈递增趋势。当铝粉含量为35%时,爆热达到最大值;而细颗粒铝粉含量为25%时,含铝炸药爆热达到最大值;之后随铝粉含量的增加爆热值降低。铝含量低于13%左右时,含细颗粒铝粉的炸药爆热值较含粗颗粒铝粉的炸药爆热值高;高于此值后,爆热值较后者偏低。根据爆热结果分析,铝粉粒度对HMX基含铝浇注PBX炸药的反应机理和反应动力学有影响。     

含铝炸药爆轰数值模拟研究

对含铝炸药25nm和50nm圆试验进行了二维爆轰数值模拟,标定了含铝炸药JWL状态方和反应速率方程参数,为检验含铝炸药爆轰模型及其相关参数的合理性,对含铝炸药驱动金属平板试验进行了二维爆轰数值模拟,得到了与实验值相符合的结果,分析了铝粉在炸药爆轰中的反应情况和约束条件对含铝炸药爆轰性能的影响。结果表明,铝粉主要在爆轰后期与炸药爆轰产物反应释放能量。     

铝粉在不同爆炸环境中的反应率研究

利用恒温式量热计测定了两种粒度铝粉的含铝炸药在真空中和空气中的爆热值,分析计算了铝粉粒度及爆炸环境中氧含量对铝粉反应率的影响规律。结果表明,随着铝粉含量的增加,含铝炸药中铝粉在真空和空气中反应的百分含量呈递增趋势;在真空条件下,当铝粉含量为5%~30%时,12μm和125μm铝粉的反应率相差不大,反应率均为33%~38%,当铝粉含量为35%时,两者反应率分别36.4%和29.7%,12μm铝粉的反应率下降趋势较明显;在1标准大气压空气中,当铝粉含量为5%时,铝粉反应率最高,12μm和125μm铝粉的反应率分别为56.8%和75.0%,Al粉含量为10%~35%时,两者反应率分别为40%~47%和45~51%。     

铝粉在不同爆炸环境中的反应率

利用恒温式量热计测定了两种粒度铝粉的含铝炸药在真空中和空气中的爆热值,分析计算了铝粉粒度及爆炸环境中氧含量对铝粉反应率的影响规律。结果表明,随着铝粉含量的增加,含铝炸药中铝粉在真空和空气中反应的百分含量呈递增趋势;在真空条件下,当铝粉含量为5%～30%时,12μm和125μm铝粉的反应率相差不大,反应率均为33%～38%;当铝粉含量为35%时,两者反应率分别36.4%和29.7%,12μm铝粉的反应率下降趋势较明显;在1 atm空气中,当铝粉含量为5%时,铝粉反应率最高,12μm和125μm铝粉的反应率分别为56.8%和75.0%,Al粉含量为10%～35%时,两者反应率分别为40%～47%和45%～51%。     

铝质量分数对CL-20基炸药驱动筒壁能量输出结构影响

为探究铝粉质量分数对六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）基炸药在爆炸驱动筒壁过程中能量输出结构的影响,考虑到筒壁及爆轰产物的轴向运动,基于微元法和爆轰产物状态方程建立了爆炸驱动过程中的能量输出模型. 设计了2种不同铝质量分数的CL-20基炸药（CA5、CA30）和对应的含氟化锂炸药（CF5、CF30）,开展直径50 mm的标准圆筒实验,应用光子多普勒测速仪记录圆筒壁膨胀速度. 计算结果表明:圆筒壁膨胀过程中,基体炸药质量分数由89%降至64%时,CL-20基含铝炸药和含氟化锂炸药驱动金属的能力降低;铝粉质量分数由5%增加到30%时,膨胀结束时刻的内能随之增加;不同氟化锂质量分数的CL-20基炸药能量转化率在93%左右,该值均高于对应的含铝炸药.      

纳米铝在炸药中的分散性和成型性

为了研究纳米铝在炸药中的分散性和成型性,利用不同溶剂对纳米铝进行了分散;利用超声波分散法、高速剪切混合法、叶片式搅拌混合、分散加高速分散机混合对黑索金/铝(RDX/Al)体系进行分散;采用熔融混合造粒工艺研究了不同纳米铝粉含量的成型性,采用直接混合造粒工艺研究了不同纳米铝粉含量对RDX/Al体系成型性,结果表明:乙酸乙酯的分散效果最好;超声分散可以提高纳米铝粉的分散均匀性;采用的三种工艺可以达到相同的分散效果;微米铝和纳米铝在三硝基甲苯(TNT)中的成型性基本无变化;在RDX/Al体系的压装炸药中,含纳米铝的炸药成型性较含微米铝的炸药差;含纳米铝炸药的密度随铝粉含量增加呈现非线性变化,而纳米铝和微米铝级配的炸药密度随铝粉含量增加呈现线性增加.     

基于爆轰产物膨胀驱动金属加速能力的评定方法

研究炸药爆轰驱动与加速金属能力的表征与评定方法,为炸药的选型与应用等提供理论和技术支撑。基于瞬时定容爆轰和产物等熵膨胀假定,分别采用多方指数型状态方程和JWL状态方程推导了爆轰驱动与加速金属的驱动压力模型和驱动能量模型;采用所得到的模型对6种典型炸药进行了计算,并分析了驱动压力和驱动能量随爆轰产物膨胀进程的变化规律;在此基础上,提出了表征与评定炸药爆轰驱动与加速金属能力的参数——驱动压力指数(Kp)和驱动能量指数(KE)。研究结果针对炸药爆轰驱动与加速金属的能力提供了定量表征与评定方法,为炸药爆轰性能和驱动与加速金属能力的关联性给出了理论依据。     

铝含量对TNT/Al炸药爆轰反应区结构的影响

爆轰反应区结构是决定炸药爆轰性能的重要因素之一。为了研究铝含量对TNT/Al炸药爆轰反应区结构的影响,该文针对5种不同铝含量(0%、5%、10%、15%、20%)且铝粉中位粒径为2.38μm的TNT/Al炸药,分别进行了电导率试验和爆速试验。初步确定了TNT/Al炸药的爆轰反应区结构,并分析了铝含量对爆轰反应区结构特征参数(爆速、爆压、爆轰反应区持续时间、爆轰反应区宽度)的影响规律。分析结果表明：铝含量越高,TNT/Al炸药的爆轰速度和爆轰压力越低,导致爆轰反应对未反应爆区的推进速度越低,爆轰反应区总压力越低。爆轰持续时间和爆轰反应区宽度随铝含量的增加而增加,其值分别为0.070～0.119μs和0.359～0.579 mm。该文的研究结果对于深入了解含铝炸药爆轰反应机理具有重要的意义。     

奥克托今（HMX）基塑料粘结炸药（PBX）驱动不同金属圆筒试验及数值模拟

为研究某HMX基PBX炸药对不同材料金属壳体的驱动加速能力,参照25mm标准圆筒试验,研究了该炸药对无氧铜Cu、钛合金TC4和高强度钢G50三种壳体材料的做功能力,获得了圆筒壁的膨胀过程及最大膨胀速度,并与理论计算值和数值模拟结果进行了对比。研究表明：该炸药爆轰驱动不同壳体材料的膨胀破裂时间和破裂半径存在差异,且对低密度钛合金壳体材料的驱动能力最强;圆筒试验件破片初速理论计算值、数值模拟结果与试验值吻合较好,相对误差均在10%以内;相比标准圆筒试验只考虑炸药对单一金属铜管的驱动加速能力,研究结果可为该炸药与武器弹药壳体材料的匹配设计提供参考。     

含铝温压燃料爆炸抛撒过程中能量释放效率研究

通过研究不同含铝、镁、硼燃料试样在氧气、空气和氩气环境中燃烧热值的不同,分析金属添加剂种类、含量和颗粒度对燃料爆炸过程中能量释放效率的影响.同时根据不同燃料试样爆炸冲击波强度、爆炸火球的亮度和高温火球持续时间定性分析不同燃料添加剂在爆炸过程中能量的释放速率.结果表明,金属添加剂的物理化学性能、形状和颗粒度对能量释放效率具有重要影响;超细片状铝粉在爆炸过程中能量释放效率和能量释放速率均较高,是温压燃料配方的理想高能添加剂.     

金属颜料对保温涂料发射性和反射性的影响

论文基于高原、严寒及寒冷地区对外墙涂料光学性能的要求,研究涂料组分中各类金属颜料对其红外发射率及太阳能反射比的影响。研究结果表明：金属颜料能显著降低油性涂料的红外发射率;颜料种类、掺量及形貌对涂料的发射率有较大影响;铜粉对油性涂料发射率的降低效果最好;发射率随颜料掺量的增加而降低,在40%~50%范围内达到最低;同掺量下片状铜粉在油性涂层中的效果优于球状的;漂浮型铝颜料对油性涂料发射率的降低效果优于非漂浮型铝颜料。水溶性金属铝粉能显著降低水性涂料的红外发射率,红外发射率和太阳能反射比均随铝粉的粒径增大而下降。上述各类涂料涂层的红外发射率均可达到0.35~0.45、太阳能反射比0.39~0.56,基本符合采暖地区外墙涂料光学性能的要求。     

基于20L球形爆炸装置的微米级铝粉爆炸特性实验

采用20 L球形爆炸装置,对6种不同粒径分布的微米铝粉在不同浓度下的爆炸特性进行了实验研究,考察了浓度和粒径对铝粉爆炸特性的影响规律,并分析了其爆炸产物的表面特征.结果表明,铝粉的最大爆炸压力、压力上升速率和爆炸指数随铝粉浓度的增加呈抛物线变化,在最适爆炸浓度（c_opt=500g/m3）时三者均达到峰值.随着铝粉粒径的减小时,最大爆炸压力、压力上升速率呈指数增加趋势,且在铝粉粒径小于10μm时,其增幅更为显著.爆炸过程中的铝粉粉尘云的燃烧时间随铝粉浓度的增大呈指数规律衰减并趋于平缓,同时随着铝粉粒径的减小而降低.      

紧耦合真空气雾化制备Fe-Cr合金粉末的特性表征

采用紧耦合真空气雾化法制备Fe-Cr合金粉末,通过不同目数的筛网进行筛分,得到0～25μm、25～53μm、53～105μm、105～150μm四个粒度段的粉末.使用氧氮分析仪、碳硫分析仪、电感耦合等离子体发射光谱仪分析雾化前后粉末化学成分,测定全粒度段及各粒度段的氧含量变化情况;采用扫描电镜、激光粒度仪等分析测试手段...     

微米铝粉活性及氧化膜厚度研究

提出了计算微米级铝粉平均氧化膜厚度的经验公式.使用SEM、气体容量法、激光粒度仪及质谱仪对两个系列共21种数均粒径的微米铝粉进行了形貌、活性铝质量分数、粒度分布与成分测试,分析了微米铝粉的数均粒径与其氧化膜厚度之间的规律.结果表明,微米铝粉的平均氧化膜厚度与数均粒径为指数关系,并存在一个与铝粉纯度相关的上限值.     

Al—Mg—Si—Cu粉末粒度及形貌在机械合金化过程中的演变

将Al-Mg-Si-Cu元素粉末按6061铝合金成分配比进行了机械合金化（MA）、研究发现,在MA过程中,粉末粒度经历了快速长大、快速减小和慢速减小3个阶段,相应的粒子形貌变化是从净洁略有层叠的等轴状粒子至不净洁扁化层叠的大粒子（快速变形长大）,扁化层叠的大粒子由于塑性耗尽使裂纹增多、碎裂,并快速减小至不洁净扁化层叠的较小粒子,然后慢速破碎为较初始粒子更为细小的净洁略有层叠的等轴状粒子,因此,冷焊与断裂在不同阶段所占的支配地位不同。     

氧化铝颗粒含量及粒径对固体火箭发动机喷焰流场参数分布的影响

建立了固体火箭发动机喷焰的气固两相流计算模型,对不同Al2O3颗粒含量及粒径喷焰流场的两相流进行了数值模拟。研究了固相颗粒Al2O3对发动机喷焰流场参数分布的影响。结果表明:Al2O3颗粒含量的增大会使喷焰流场的温度升高、速度降低,特别在轴线处表现的尤为明显。Al2O3颗粒粒径越小,其随流性越好,在喷焰中更加分散,喷焰轴线处的温度随着Al2O3颗粒粒径的增大而升高;当平均粒径相同时,喷焰流场参数分布还受Al2O3颗粒粒度分布规律的影响。     

EIGA法制备激光3D打印用TC4合金粉末

采用电极感应熔炼气雾化法(EIGA)制备激光3D打印用TC4合金粉末,研究了雾化气压对粉末收得率、粒径、粉末形貌、松装密度、流动性及空心球率等特征的影响.结果表明:随着雾化气压的增加,粉末收得率、球形度增加,而粉末平均粒径减小.雾化气压为6.0MPa时,粉末收得率超过50%,平均粒径小于100μm,松装密度为2.950 g/cm~3,流动性为2.242 g/s,空心球率低于3%.雾化气压为7.0 MPa时,非球形缺陷粉末和空心球率增加.对比雾化气压为6.0 MPa制备的不同粒径粉末,以及激光3D打印后的拉伸曲线与断口形貌,发现50~100μm粉末打印TC4合金的抗拉强度达907.7 MPa,延伸率最大达15.3%,具有良好的强韧性.     

Nd∶YAG陶瓷粉体的晶相组成与发光性能

以铝、钕、钇的硝酸盐和尿素为原料,采用尿素均匀沉淀法制备了不同钕掺杂量的Nd∶YAG陶瓷粉体。采用TG-DSC、FT-IR、XRD、SEM和荧光分光光度计分别研究了前驱体的组成以及钕掺杂量对晶相组成、晶粒形貌和光致发光性能的影响规律。结果表明：尿素均匀沉淀法制备的前驱体是由氢氧化物和碳酸盐组成的复合盐。前驱体在1000℃焙烧2h后得到的样品,其晶相组成随钕掺杂量的增加由单一YAG相向YAG、YAM、YAP三相共存发展,颗粒的平均粒径随掺杂量的增加呈增大趋势。荧光发射强度随钕掺杂量的增加呈先增大后减小的变化趋势,在钕掺杂量为1.69%时出现最大值。