高氯酸铵/硝胺丁羟复合推进剂热感度及机械感度研究

测试了高氯酸铵／硝胺丁羟复合推进剂的热感度、摩擦感度和冲击感度。感度的测试结果表明，用硝胺RDX或HMX部分取代AP制成硝胺丁复合推进剂后，这种复合推进剂的感度要高于仅含高氯酸铵的推进剂的感度，随着RDX或HMX含量的增加，其感度值随之增大，但增逐渐下降，但在高氯酸铵推进剂中加入卡托辛燃速催化剂以后，制成的高燃速推进剂，其摩擦感度明显增大。     

包覆高氯酸铵对丁羟推进剂慢速烤燃特性的影响

为探究丁羟推进剂慢速烤燃响应特性的改善途径,分析总结了丁羟推进剂慢速烤燃响应机理。利用溶剂法对高氯酸铵进行包覆,采用扫描电镜、元素分析和热分析方法对其进行表征,利用自制测压装置测量响应时推进剂产气压力变化,并将包覆后的高氯酸铵应用于丁羟推进剂中进行慢速烤燃试验验证。结果表明,所用包覆剂能对高氯酸铵包覆良好,并使高氯酸铵低温分解放热减少,含包覆AP推进剂烤燃响应时反应缓慢,使丁羟推进剂慢速烤燃响应程度温和。     

使用连续流动法测量高氯酸铵表面积

1、引言为了予测复合固体推进剂的弹道性能,必须要知道推进剂中各组份的粒度或表面积。在塑料型推进剂的制造过程中固体粒子会发生机械破碎,尽管如此,仍发现高氯酸铵的初始表面积与推进剂的弹道性能有关。爆炸物研制公司(ERDE)测量高氯酸铵表面积的作法是采用以空气渗透法为基础的菲希尔(Fisher)筛分机。由于塑料型推进剂中使用的高氯酸铵的比表面积范围通常为1000～9000cm~2/cm~3(0.051～0.46m~2/g),因此,菲希尔法完全能满足这一要求。为了生产较高燃速的推进剂,爆炸物研制公司最近研究的推进剂配方中含有更细的高氯酸铵(9000～10000cm~2/cm~3)。在端羧基聚丁二烯和端羟基聚丁二烯两种橡胶型推进剂中,即     

复合推进剂热降解机理的研究

为了系统地研究氧化剂在复合推进剂热降解过程中的作用曾作过试验计划。主要分析工具是扫描式电子显微镜(SEM),用以检测推进剂试样热降解破裂部位。试验配方变量为氧化剂纯度、粒度和氧化剂一粘合剂的粘结剂。整个试验期间粘合剂保持不变,均为饱和碳氢化合物。氧化剂为纯高氯酸铵、含氯酸盐的高氯酸铵、含砷酸盐的高氯酸铵和含磷酸盐的高氯酸铵。氧化剂粒度分布为:粗粒度60%,细粒度40%,采用两种二级配混合物;125—175 μ/<44 μ和175—250 μ/44—88 μ。用粘结剂时,其用量为0.15%左右。试验变量为温度和应力,温度用100℃、135℃和170℃,应力用0.29公斤/厘米~2和0.61公斤/厘米~2。试验数据表明,氧化剂纯度和粒度对热降解过程有显著影响。在高温和应力作用下,氧化剂粒度影响较大。用扫描式电子显微镜检查推进剂破裂部位表明,大颗粒氧化剂的破碎导致推进剂龟裂。     

硝胺/端羟基聚丁二烯复合推进剂固化机理的研究

第一部分众所周知,为了获得具有优良力学性能的端羟基聚丁二烯(HTPB)复合推进剂,必需添加键合剂(BA)。而对于含高氯酸铵(AP)的推进剂,一种亚胺化合物—1.2—三[二甲基氨丙啶]氧化膦(MAPO)一是有效的键合剂。本报告用测定异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、MAPO 和粘度随时间变化的方法研究了     

高氯酸铵/硝胺复合推进剂中主氧化剂地位的确定

本文提出了高氯酸铵/硝胺复合推进剂在燃烧性能方面存在主氧化剂的概念,并利用建立的燃烧模型,从氧化剂燃烧单元对燃面能量的贡献,扩散距离的不同求解方法对燃速和压力指数计算结果的影响,以及硝胺含量与推进剂压力指数的关系三个方面探讨了确定主氧化剂的方法。经过分析,得知主氧化剂对推进剂燃烧性能起着重要影响,因此,调节高氯酸铵/硝胺推进剂燃烧性能的方法与调节只含主氧化剂推进剂燃烧性能的各种方法相同。     

推进剂功能组分作用研究——(I)丁羟/AP体系

通过测定药浆稳态和动态流变性的变化 ,研究了一些推进剂功能组分在丁羟粘合剂体系和丁羟 /高氯酸铵体系中的作用。结果表明 ,功能组分MAPO、H、LCM对HTPB粘合剂体系有内润滑作用 ;偶联剂MAPO可改善细高氯酸铵颗粒在体系中的分散性 ,作用效果有时间依赖性 ;TEA·BF3 一方面可改善细高氯酸铵颗粒在体系中的分散性 ,同时也增加颗粒间的吸附作用 ;防老剂H还是细高氯酸铵的优良工艺助剂 ;上述功能组分对包覆球形高氯酸铵的作用效果很小。流变学方法是研究推进剂这种复杂体系结构和功能组分作用的一种有用工具。     

高氯酸铵／硝胺推进剂冲击感度研究

对高氯酸铵/硝胺推进剂冲击感度的研究结果表明,在丁羟推进剂中加入黑索今(RDX),可使其冲击感度增大,但RDX加入量增大,则其冲击感度增大的幅度却逐渐下降。研究还表明铝粉对推进剂的冲击感度也有影响。     

使用振能磨湿法粉碎工艺生产细粒度高氯酸铵

随着固体火箭技术的发展,对高燃速复合推进剂提出了要求。高燃速是通过使用粒子重均直径在2.5μ以下的高氯酸铵来实现的。通过对高氯酸铵各种粉碎方法的研究与试验,发现振能磨湿法粉碎工艺是适合生产重均直径为1.4～0.4 u 粒子的唯一方法。流能磨干法粉碎工艺适合生产粒子重均直径为2.5～1.5 u 的高氯酸铵。振能磨基本上是一个填满磨珠的振动斗。振能磨湿法粉碎工艺的步骤为:把悬浮在惰性媒剂中的高氯酸铵装入振能磨,在控制条件下振动一定时间,然后放出高氯酸铵与媒剂,将高氯酸铵烘干,并回收惰性媒剂。振能磨湿法粉碎工艺己在中间试验和生产规模进行了充分研究,得到了该种工艺的操作特性,其中包括粒子重均直径与磨珠填充量、研磨时间、水分含量、载体/高氯酸铵比率、研磨媒剂类型、温度控制以及高氯酸铵包复涂层的关系。生产规模的湿法粉碎系统现己开始使用,它能生产出满足复合推进剂使用要求的1.4～0.4μ高氯酸铵。     

复合推进剂燃烧性能与组分热分解特性的关系实验研究

应用常压和高压差热分析技术研究了催化剂对推进剂组分热分解的影响,测定了催化剂共晶和混合加入时相应推进剂的燃速,分析了热分析与推进剂燃烧过程的异同点,引入高氯酸铵(AP)高温分解起始温度(T_(L-H))的概念并以T_(L-H)衡量了催化剂共晶加入时对丁羟推进剂燃速和压力指数的影响.研究表明,AP高温分解过程对复合推进剂燃烧特性影响较大;热分析与燃速相关性和催化剂加入方式有关;共晶催化剂作用下的复合推进剂燃速特性与氧化剂高温分解有密切关系;压强是影响推进剂燃速和热分解相关性的重要因素,高压下AP高温分解过程和变化能更大程度地反映到推进剂燃速中去。本文同时对产生上述现象的原因作了分析。     

赫克力斯公司推进剂厂爆炸

1989年3月29日,位于美国犹他州的赫克力斯公司巴丘斯固体推进剂厂发生爆炸,这是美国固体推进剂工厂最近以来的第二次爆炸事件.上一次是在一年前位于内华达州亨德森城的大平洋工程和制造公司(Pepco)的高氯酸铵工厂,估计是由于天然气泄漏而引起爆炸,将该厂炸得荡然无存,使美国固体推进剂生产能力骤然减半.美国航空航天局最近已答应贷款9200万美元,在犹他州锡达城重建 Pepco 公司新的高氯酸铵工厂.3月29日的爆炸发生在犹他州马格纳城附近的赫克力斯公司巴丘斯西厂,是因固     

用包复氧化剂的方法提高固体火箭推进剂的燃烧稳定性

用直径为6.25cm的端面燃烧发动机,装填高氯酸铵—端羟基聚丁二烯无金属推进剂进行了试验,探索应用包复氧化剂的方法,来改善燃烧稳定性。包复物质的热降解特性是通过对推进剂的热扩散系数进行理论分析推导得来的。选用了几种包复剂,推进剂用浇注法装填,这些推进剂(含包复过的氧化剂)在端面燃烧试验发动机内点火燃烧,实时记录压力一时间曲线。为了对比起见,用参比推进剂(氧化剂未包复)进行了同样试验。由扫描电子显微镜和BET吸附法测定来确定包复层的均匀性。体积型不稳定性频率、压力波动幅度以及稳定性边界均与火箭发动机特征长度(L*)有关的一些参数相关连。一般来说,用包复过的氧化剂制备的推进剂,燃烧稳定性比参比推进剂燃烧稳定性好。各种参数之间的相关性与新领域内许多未知因素有关。     

推进剂功能组分作用研究(Ⅳ)--工艺/力学性能

在丁羟/铝粉/高氯酸铵组成的三组元推进剂体系中,通过药浆流变性测试、动态力学分析（DMA）、单向拉伸性能、凝胶分数和相对交联密度的测定,研究了一些功能组分如氮丙啶类化合物MAPO、醇胺络合物TEA·BF3、胺类化合物H对推进剂工艺性能和力学性能的影响.结果表明,MAPO可以降低药浆屈服值和表观粘度,改善工艺性能,显著增加最大抗拉强度,但对最大伸长率无影响;TEA·BF3大幅度增加药浆屈服值,使工艺性能变差,一定程度上提高最大抗拉强度和发挥熵弹性而增加最大伸长率,H可以显著改善推进剂工艺性能和增加最大伸长率.文中还对功能组分在推进剂中的作用机理进行了分析探讨.     

三叉載Ⅰ(C4)使用的推进剂配方

三叉戟Ⅰ(C4)使用的交联复合双基(XLDB)推进剂,其配方是,氧化剂:奥克托今(HMX)、高氯酸铵(AP);粘合剂:硝化棉(WC)、液体聚乙二醇己二酸酯(PGA);固化剂:六次甲基二异氰酸酯液体(HDI);增塑剂:一般用硝化甘     

高氯酸铵粒子APd43与推进剂燃速相关性研究

采用两种数学模型表征ＡＰ粒度分布，讨论了高氯酸铵粒子质量平均直径与推进剂燃速的相关性，认为调节ｄ４３是实现装药工艺过程燃速控制实用的方法。在多次大型装药过程中，用ＡＰｄ４３与ＢＳＦφ１２７发动机燃速相关性来控制全尺寸发动机装药过程燃速均取得了较稳定的结果。     

复合推进剂中的叔丁基二茂铁紫外分光光度法测定

介绍了用紫外分光光度法测定复合固体推进剂中的叔丁基二茂铁含量。该方法简便、快速,精密度和准确度较好。推进剂中其它二茂铁衍生物也可用此方法测定.     

初温对几种复合推进剂点火性能的影响

本文根据气相点火理论,对丁羟类四种不同配方的高氯酸铵复合固体推进剂的点火延迟时间受初温的影响,从理论和实验两方面作了深入探讨,并得出了半经验公式。该公式建立了初温对复合固体推进剂点火性能影响的定量关系,这对正确设计固体火箭发动机具有重要的参考价值.     

用飞行时间质谱仪研究固体推进剂催化燃烧行为

介绍了使用飞行时间质谱仪对高氯酸铵(Ap)、Ap加附加物、草酸铵加附加物、含与不含附加物的推进剂热分解进行的实验研究.结果表明XTC-02是Ap热分解的有效催化剂,它不仅能加速Ap的热分解,而且能加速氨的氧化;另外还能加速推进剂的凝聚相反应,改变Ap分解历程.     

复合固体推进剂双折线脱湿损伤模型参数影响分析

为分析双折线损伤模型参数对复合固体推进剂细观损伤及宏观非线性力学性能的影响,采用分子动力学方法建立复合固体推进剂颗粒夹杂模型,根据Surface-based cohesive方法,在高氯酸铵(AP)颗粒与基体之间的界面处设置接触损伤。利用有限元方法对具有不同损伤参数的颗粒夹杂模型进行计算,并对比数值仿真结果。结果表明,损伤起始应力对复合固体推进剂抗拉强度、最大延伸率有较大的影响;界面初始刚度在一定程度内的变化,对复合固体推进剂宏观力学性能及细观损伤形貌影响较小;界面失效距离主要影响复合固体推进剂的最大延伸率。     

复合固体推进剂燃烧的多焰模型

本文提出了高氯酸铵(AP)复合推进剂的一种燃烧模型。此模型是根据各个氧化剂晶粒周围的火焰结构建立的;对氧化剂晶粒和粘合剂骨架之间的关系进行了统计估计。考虑了三个不同火焰区:1.粘合剂和氧化剂分解产物之间的初焰;2.预混氧化剂焰;3. 以上两种产物的末扩散焰。对于气相反应,可假定为简单的球形运动,而且假设推进剂组分的表面分解可用简单的阿仑尼乌斯(Arrhenius)方程表示。燃烧过程中氧化剂的分解则被取作总的控制因素。所得结果表明,计算出的表面温度和从模型预测的氧化剂含量影响与实验的趋向一致。预测的颗粒大小影响比实验值稍高,而温度敏感度与实验数据完全符合。计算结果表明,在推进剂表面发生比较强烈的放热反应。显然,高氯酸铵在表面薄层熔化时部分地放热分解,这在以往的AP爆燃研究中曾报道过。