含纳米金属粉的推进剂点火实验及燃烧性能研究

利用CO2激光点火系统对含有纳米铝粉和纳米镍粉的AP／HTPB推进剂进行激光点火实验,测量了推进剂在不同激光功率和压强下的点火延迟时间,对推进剂的燃速、常压点火温度和爆热也进行了测量。同时,利用氧化还原滴定法测定燃烧残渣中活性铝含量。结果表明,纳米铝粉(n—Al)的点火阀值比普通铝粉(g-A1)的点火阀值小几个数量级,加入纳米铝粉可有效地缩短推进剂点火延迟时间。而在纳米镍粉为催化剂的协同作用下,推进剂燃速明显提高,点火延迟时间也大大减少,Al在推进剂燃烧过程中的燃烧效率得以提高,同时燃烧残渣中活性铝含量也明显降低。     

纳米金属粉对HMX热分解特性的影响

运用高压差示扫描量热法和热重法研究了普通级以及纳米级的铝、镍、铜金属粉对于HMX热分解特性的影响，结果表明，纳米铜对于HMX的凝聚相分解作用最明显，且这种催化作用会由于纳米铜含量的减少或体系压强的增大而变弱。基于恒温DSC实验数据计算得到的活化能结果，提出了纳米酮对于HMX热分解的一次催化，二次催化以及反应作用部位的观点。     

纳米镍粉对高氯酸铵热分解的影响

分别用线性升温条件下的热失重、差示扫描量热实验以及恒温热失重实验等方法，研究了γ射线辐射法制备的纳米镍粉对高氯酸铵热分解性能的影响。结果显示，对于高氯酸铵的热分解，纳米镍粉有较超细镍粉更强的促进作用；纳米镍粉提高了高氯酸铵的低温分解速率，降低了高温分解峰温。基于4个不同升温速率下的热失重实验数据，计算了高氯酸铵以及高氯酸铵与纳米镍粉的混合物热分解的表观活化能，结果显示纳米镍粉降低了高氯酸铵热分解的表观活化能。提出了纳米镍粉促进高氯酸铵热分解的催化作用以及去抑制作用。     

纳米金属粉的制备及特性

介绍了纳米金属粉的性质，制备方法及其化学反应特性，特别对纳米铝粉的氧化特性进行了详细的阐述，指出纳米金属粉应用于含能材料中的可能性。     

纳米铝粉和镍粉对复合推进剂燃烧性能的影响

对铝含量较低的AP复合推进剂燃速进行测试，外加2％的n-Ni或4/1的n-Al/g-Al级配均可提高低压下燃速和降低燃速压强指数，改善推进剂的燃烧性能，而采用1/1的n-Al/g-Al级配则降低推进剂的燃烧性能。通过对推进剂样品的能量特性、火焰结构、燃烧残渣的观测以及热分析(TG和DTA实验)，n-Al与n-Ni在燃烧中有不同于g-Al的行为。具有较低的点火阈值和较短的燃烧时间，同时n—Al倾向于单颗粒燃烧，有别于g-Al的凝聚燃烧行为；n-Ni则催化了复合推进剂中主要组分AP的热分解，多种因素共同作用促进了推进剂的燃烧。