宽使用温度范围的丁羟高燃速推进剂配方研究

研究了细AP含量、增塑剂癸二酸二异辛酯（DOS）含量和键合剂LW1等因素对HTPB／IPDI高燃烧推进剂－55℃低温力学性能的影响，获得了一个使用范围广（－55℃－＋70℃）、综合性能优良的丁羟高燃速推进剂配方。该推进剂除具有能量高、燃速高等特点外，还有优良的力学性能。70℃最大抗拉强度（σm）蒺、MPa,25℃,70℃最大伸长率（εm）大于45％，－55℃时的伸长率大于30％。     

HTPB推进剂动态力学响应常温段松驰转变物理本质

用动态粘弹谱仪和动态力学热分析仪（ＤＭＡ－７）研究了ＨＴＰＢ推进剂、预应变老化的ＨＴＰＢ推进剂以及ＨＴＰＢ聚氨酯胶片在－１００－１００℃范围内的动态力学松驰现象，并用扫描电镜观察了所测材料的形貌。     

高氯酸铵与HMX和RDX的相互作用

用热重－微商热重分析（ＴＧ－ＤＴＧ）、高压差示扫描量热仪ＰＤＳＣ和差热分析－热重分析－傅立叶红外联用技术（ＤＴＡ－ＴＧＡ－ＦＴＩＲ）,研究了高氯酸铵（ＡＰ）与ＨＭＸ和ＲＤＸ的互相作用。热分析和分解气体原位实时红外跟踪分析的结果表明,ＡＰ与ＨＭＸ和ＲＤＸ之间存在着强烈的作用。提高压力使ＡＰ对ＨＭＸ的加速分解作用减弱,而地ＡＰ分解作用增强。从它们的分解机理解释了这些结果。     

推进剂组分对聚醚聚氨酯粘合剂热氧降解的影响 (Ⅰ)硝酸酯增塑剂的影响

采用傅立叶红外光谱和核磁共振技术,研究了硝化甘油（ＮＧ）和１,２,４,－丁三醇三硝酸酯（ＢＴＴＮ）两种硝酸酯增塑后的聚醚聚氨酯在空气中９０℃下的热氧降解。结果表明：ＮＧ,ＢＴＴＮ在聚氨酯粘合剂中的分解产物主要为醇类。这些小分子醇参与了聚氨酯硬段的重聚合反应,形成氨基甲酸酯结构;硝酸酯对聚氨酯粘合剂的热氧降解表现出某种稳定作用,并改变了软段产物结构,使甲酸酯和叔碳结构相对增加;硝酸酯分解产生的ＮＯ２     

HNIW热分解残余物的红外光谱和动力学

在3MPa，216℃下六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW）热失重分别为90．1％和91．8％的残余物分别通过差示扫描量热仪（DSC）、差示扫描量热与热重联用仪（TG／DSC）及傅立叶红外光谱仪（FTIR）进行研究。结果分析表明：HNIW失重90．1％的残余物含有少量硝基，而对该残余物再次进行热分解时，在220℃左右残留硝基被脱除。脱除残留硝基后的样品与失重91．8％的残余物均含有六员环酰胺结构，在280～400℃的温度范围内六员环酰胺大部分发生了裂解；产生DSC的吸热峰。热分解动力学分析给出了失重90．1％残余物中脱除残存硝基的反应与六员环酰胺裂解反应的反应动力学表达式。     

NEPE推进剂的热分解(Ⅰ)粘合剂的热分解

利用快速热裂解原位反应池（气体原位反应池）／快速扫描傅里叶变换红外光谱（RSFT－IR）和固体原位反应池／RSFT－IR联用装置，实时测定了NEPE推进剂粘合剂气相及凝聚相热裂解产物，研究获得了在线性升温条件下NEPE推进剂粘合剂的热分解特征，并讨论了其热分解机理。     

吸波材料的热重-差热同步测试与分析

用日本PTC－10A型差热分析仪，对吸波材料做热量－差热同步分析，进一步研究了吸波材料（聚氨酯泡沫塑料）的热解性及燃烧性。研究发现，国内主要生产厂家提供的吸波材料（聚氨酯泡沫塑料）初始分解温度均在200℃以上，完全可以满足无回波室的正常使用要求。它为航标的制定和无回波室选材提供了可靠依据。     

过冷水滴凝固机理及凝固组织特征

针对飞机过冷水滴结冰的精细化预测需求，基于相变热力学与相变动力学相关理论，采用示差扫描量热法（DSC）、结冰风洞试验及微结构测试相结合的方法，研究了过冷水滴凝固过程的热力学机理及凝固组织特征。基于示差扫描量热法，研究了冷却速率及形核条件对结晶凝固特性的影响规律；基于结冰风洞试验开展了不同温度条件下冰相的宏观形貌及微结构特征研究。结果表明，过冷条件及冷却速率是影响过冷水滴结晶速率及结晶完善程度的重要因素。降温速率越大，结晶速率常数增大、结晶速率相应提高。同时，结晶峰变宽，结晶初始温度向低温方向移动，过冷效应相对显著；反之亦然。过冷度及冷却速率对冰相的宏观及微观形貌均有着重要影响。过冷度越大则相同时间内冷却速率越大，晶体生长过程越不充分，晶体不规则程度相对较高，同时晶粒密度变大、尺度变小，冰相表观透明度相对降低；反之，过冷度越小，则晶粒密度变小、尺度变大，冰相表观透明度相对较高。异相形核条件对加速结晶过程有重要促进作用，晶种的存在可有效加速二次结晶的触发，使过冷效应显著减弱。相关研究可为飞机结冰速率、冰相物理特征及冰形宏观形貌的精细化预测提供参考。     

高燃速HTPB/IPDI推进剂低温力学性能(Ⅱ)界面助剂的设计与应用

为了改善高燃速丁羟推进剂的低温力学性能，设计合成了AO系列 同助剂，并在丁羟高燃速实验配方中验让了它们的使用效能。结果表明AO助剂大幅度提高了高燃速实验配方的低温力学性能，在常温强度相当的条件下，－40℃下最大伸长率由40％左右提高到55％以上。实验结果也显示助剂与粘事剂的表面张力值越接近，工艺性能越好。文中还通过温反射红外光谱（DRIR）和动态热机械分析（DMA）对界面助剂的作用机理作了简要探讨。     

燃速调节剂对RDX/AP/HTPB推进剂热分解的影响

利用高压差示扫描量热法（DSC）研究了含不同燃速调节剂（亚铬酸铜、草酸铵、碳纤维）的RDX／AP／HTPB推进剂热分解性能，研究发现，调速剂对推进剂燃速的影响与其对推进剂主要组分（RDX、AP和HTPB）峰温、推进剂初始放热量的影响密切相关，燃烧催化剂亚铬酸铜和碳纤维使RDX，AP的分解峰温降低，使推进剂的初始分解阶段放热量增大，分解放热峰增多，故导致推进剂燃速增加，而草酸铵使RDX的分解峰温升高，使推进剂的初始分解阶段放热量降低，所以导致推进剂燃速降低。     

低温推进剂过冷技术研究

综述了低温推进剂3种过冷方式（换热过冷、抽空减压过冷和冷氦气鼓泡过冷）的过冷机理，并对比分析了其利弊，在地面全过程过冷加注时推荐采用抽空减压过冷对低温推进剂进行冷却.基于热力学理论推导了低温推进剂抽空减压过冷时耗液量、制冷量、抽空时间和泵最低抽速的表达式.研究得出低温推进剂耗液量主要用于自身温降，抵消外部漏热和贮罐材料比热容所占比例很小，如液氢自身过冷、材料比热容和外部漏热所占的相对耗液量分别为10.94%，0.38%，0.098%.推荐采用变物性算法来精确计算低温推进剂耗液量，可降低运载火箭发射成本，提高低温推进剂利用率，与现有公式对比，其相对误差为18%.      

纳米级金属粉对GAP热分解特性的影响

用ＤＳＣ和ＴＧ研究了纳米级Ｃｕ和Ｎｉ粉、超细Ａｌ粉和超细Ｎｉ粉以及普通Ｃｕ粉和Ａ粉对ＧＡＰ（聚叠氮缩水甘油醚）热分解特性的影响。ＤＳＣ实验结果表明：ＧＡＰ／金属粉样品有两个放热峰,高温区的放热峰是金属的氧化峰,峰温受气氛影响,低温区放热峰是ＧＡＰ的分解峰,不受气氛影响;金属Ｃｕ对ＧＡＰ的分解峰影响最大,其中纳米级Ｃｕ（ｎｍ－Ｃｕ）使ＧＡＰ分解放热峰的峰值温度提前了３３．２℃,普通Ｃｕ对ＧＡＰ的分解     

推进剂组分对聚醚聚氨酯粘合剂热氧降解的影响(Ⅰ)硝酸酯增塑剂的影响

采用傅立叶红外光谱和核磁共振技术,研究了硝化甘油（ＮＧ）和１,２,４－丁三醇三硝酸酯（ＢＴＴＮ）两种硝酸酯增塑后的聚醚聚氨酯在空气中９０°Ｃ下的热氧降解。结果表明：ＮＧ,ＢＴＴＮ在聚氨酯粘合剂中的分解产物主要为醇类。这些小分子醇参与了聚氨酯硬段的重聚合反应,形成氨基甲酸酯结构;硝酸酯对聚氨酯粘合剂的热氧降解表现出某种稳定作用,并改变了软段产物结构,使甲酸酯和叔碳结构相对增加;硝酸酯分解产生的ＮＯ２自由基可能与软段降解产生的过氧化氢反应形成硝酸,从而加速了硝酸酯的水解。     

PDADN-RDX-CMDB推进剂催化燃烧特性研究

采用热分析、微热电偶技术、燃速测试、熄火表面的扫描电镜观测等实验方法，研究了不同类型的复合催化剂对PDADN－RDX－CMDB推进剂燃烧特性的影响。结果发现，邻苯二甲酸铅／雷索辛酸铜／炭黑与雷索辛酸铅铜／炭黑两类复合催化剂可较好地改善PDADN－RDX－CMDB推进剂的燃烧特性，明显降低其压强指数且同时提高燃速，基于实现现象的观测结果分析，提出了“气泡－凝取相反应”理论，解释了该类推进剂在中枢 压区发生的“超速燃烧”现象。     

用双流体—轨道模型模拟四角喷燃模型炉内三维湍流两相流动和煤粉燃烧

目前炉内两相流动和煤粉燃烧数值模拟中多半用颗粒随机轨道模型和单流体无滑移模型，这些模型都难以完整地给出三维空间内颗粒速度，浓度，湍流度分布的信息。主采用双流体－轨道模型（颗粒相连续介质－轨道模型）对一个四角喷燃模型炉内三维湍流两相流动及煤粉燃烧进行了模拟。此模型基于欧拉气相方程组、欧拉颗粒连续方程组和动量方程组以及拉氏颗粒能量方程和质量变化的方程，并使用k-ε-kp两相湍流模型，EBU－Arrhenius湍流燃烧模型，离散坐标辐射传热模型，煤粉颗粒的水分蒸发，热解挥发模型和焦炭燃烧的扩散－动力模型等。热态模拟中，为了减小为信散造成的影响，采用了扭转坐标法（将坐标扭转一定的角度使之与煤粉射流方程一致）。为了检验数值模拟，采用三维相位移普勒测速仪（PDPA）对于冷态模型炉内湍流两相流场进行了测量，得到了两相速度，湍流脉动及颗粒浓度的分布。分别对冷态模炉内两相流动和热态模型炉内三维两相流动和煤粉进行了模拟，冷态两相流动的计算与实验结果的对比表明预报的两相流场是合理的，热态模拟的结果给两相速度，气相温度、组分浓度及壁面热，显示出靠近出口处气相速度和温度分布不对称，造成一个局部高温区。     

推进剂中新型聚醚聚氨酯粘合剂的热分解行为

采用ＳＤＣ和ＴＧ两种热分析方法研究了推进剂中两种新型聚醚粘合剂及经不同增塑剂增塑后的聚氨酯弹性的热分解行为。研究表明环氧乙烷／四氢呋喃共聚醚具有较好的热稳定性, 热分解大约从２２０°Ｃ开始; 用Ｎ－１００ 固化和加入抗氧剂均能显著提高其稳定性。聚氨酯弹性体的热失重分阶段进行, 首先是增塑剂的挥发和分解, 然后是聚氨酯网络的裂解。以聚乙二醇（ＰＥＧ）为聚醚二元醇的聚氨酯比共聚醚聚氨酯具有较低的热稳定性, 但经硝酸酯增塑后,ＰＥＧ体系比共聚醚体系表现出较高的稳定性。     

少烟复合改性双基（CMDB）推进剂力学性能研究

在混合硝酸酯ＮＧ／ＢＴＴＮ（ＤＥＧＮ）＝１和溶棉比ＮＧ＋ＢＴＴＮ（ＤＥＧＮ／ＮＣ＋ＰＥＧ）＝３．５～４．０的少烟复合改性双基推进剂配方中，选择聚乙二醇（ＰＥＧ）预聚物取代部分ＮＣ，研究了其含量和分子量变化对力学性的影响。发现当ＰＥＧ含量为４％，ＮＣ为７％时，在两种混合增塑剂中都可使－４０℃下最大延伸率超过４０％。从溶涨实验中观察到，随着配方中ＰＥＧ含量增加，尽管（ＮＣＯ）／（ＯＨ）值也增加，但相对     

肼混合物胶体推进剂的热分解特性研究

为了评估肼混合物胶体推进剂的热安全性,采用差示扫描量热仪(DSC)和绝热加速量热仪(ARC),对肼混合物胶体推进剂的热分解特性进行了研究。DSC的实验结果表明,在2,5,10和20K·min-1四种升温速率下推进剂的初始热分解温度分别为185.73,227.20,230.37和245.19℃;根据DSC的试验结果,利用Kissinger法计算得到热分解活化能为181.80k J·mol-1。在ARC实验中,肼混合物胶体推进剂在理想绝热条件下的初始分解温度为180.58℃,最大温升速率达到0.6237°C·min-1,绝热温升为227.92℃,最高温度为408.50℃,计算得到其热分解活化能为121.77k J·mol-1。比较DSC与ARC的试验结果,两者基本一致;热分析试验中推进剂先经历相变吸热过程,再进行分解放热。     

快冷态与铸态Ti—55合金稀土相的研究

采用透射电镜观察了快冷态Ｔｉ－５Ａｌ－４Ｓｎ－２Ｚｒ－１Ｍｏ－０．２５Ｓｉ．０．３～１．２Ｎｄ合金（Ｔｉ－５５合金）稀土相的形貌，发观稀土相尺寸细小（４～３４ｎｍ），呈球状，均匀弥散地分布在基体中，晶界上稀土相呈椭球状，沿晶界排列。采用图像分析仪对铸态Ｔｉ－５５合金稀土相进行了分析，结果表明，４种成分合金的稀土相平均尺寸为３．２５～３．５０μｍ，平均圆度系数为０．５６～０．６３，呈椭球状，棒状及不规则状，分布于晶界与晶内，其均匀弥散度劣于快冷态Ｔｉ－５５合金的稀土相。     

合成高密度燃料的氧化安定性及贮存寿命预测

利用升温加速氧化的方法，在130℃－170℃的范围内，测定了新型人工合成高能量密度燃料HDF－1中抗氧化添加剂，2，6－二叔丁基对甲酚（BHT）的消耗速率，通过动力学数据的拟合，得出HDF－1燃料中BHT的消耗动力学方程，从而，预测了HDF－1在常温下的贮存寿命不短于25年。