火炸药学报 /oa 分子动力学模拟在推进剂组分物理化学性能研究中的应用进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180601 从推进剂的主要组分(氧化剂、黏合剂、增塑剂、金属颗粒、固化剂和键合剂)出发,综述了分子动力学模拟方法在固体推进剂研究中的应用,总结了分子动力学方法对推进剂组分的微观结构、热分解和力学性能等特性的模拟。指出分子动力学方法可预测固体推进剂中单一组分的宏观性能;初步对推进剂开展了固化和热分解反应动力学研究,可从分子层面了解其固化以及热分解机理;对推进剂的配方及其组分性质做出较好的预测,减少实验成本。建议未来分子动力学方法在固体推进剂中应用的重点研究方向为推进剂多组分配方体系的物理化学性能、推进剂固化和热分解反应动力学,同时也要进一步提高模拟计算的精度。附参考文献77篇。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 531 542 3058503 张崇民, 赵小锋, 付小龙, 樊学忠, 李吉祯 2,4-二硝基-2,4-二氮杂戊烷的合成与热性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180602 以1,3-二甲基脲为原料,经硝化、水解、缩合等反应合成了2,4-二硝基-2,4-二氮杂戊烷(DNDA5)。采用红外光谱、核磁共振及元素分析对其结构进行了表征;利用DSC研究了其热分解特性及与火炸药常用组分的相容性;同时优化了水解及缩合反应条件。结果表明,确定的较佳水解反应条件为:硫酸水溶液质量分数20%,反应温度93~95℃,反应时间30 min;较佳缩合反应条件为:甲硝胺和多聚甲醛摩尔比为1.0:0.5,反应温度23~25℃,反应时间30 min,总收率为64.1%。升温速率10℃/min时,DNDA5的熔点为50.2℃,热分解峰温为271.1℃,热安定性较好;DNDA5与RDX和NC的相容性较好,与HMX、NQ和GAP的相容性略差,与CL-20和FOX-7的相容性较差。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 543 548 902493 陈斌, 汪营磊, 陆婷婷, 刘亚静, 高福磊 3,3’-二氨基-4,4’-偶氮呋咱的合成及纯化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180603 以3,4-二氨基呋咱(DAF)为原料,在NaHCO<sub>3</sub>溶液缓冲体系中,经过次氯酸钠(NaOCl)氧化制得3,3’-二氨基-4,4’-偶氮呋咱(DAAF);通过IR、NMR和MS对其结构进行了表征;采用HPLC(面积归一化法)测定了产品纯度并定性、定量分析了产品中所含杂质,探索了DAAF的提纯方法;考查了温度、DAF与NaOCl及碳酸氢钠(NaHCO<sub>3</sub>)投料比对收率的影响。结果表明,最佳合成工艺条件为:<i>n</i>(DAF):<i>n</i>(NaHCO<sub>3</sub>):<i>n</i>(NaOCl)=1.0:4.0:2.5,冰浴条件下,粗品收率均大于97.0%,纯度均大于95.00%;粗品中的杂质经HPLC分析确定为少量原料DAF和副产物3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱(DAOAF);以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,利用锌粉将副产物DAOAF还原为3,3’-二氨基-4,4’-氢化偶氮呋咱(DAHAF),再通入空气将其氧化为主产物DAAF,最终制得高纯DAAF(纯度大于99.60%),回收率大于80.1%。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 549 553 1161940 孟俞富, 王小旭, 张勇, 黄明, 吴金婷, 陈明龙, 乔琼清, 许进, 李鸿波 纳米含能材料的一个基本分形热传导理论模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180604 基于分形理论和热传导理论,分析了含能材料的感度、热传导和分形维数之间的相关性,建立了含能材料的分形热传导模型;为验证模型的正确性,对两种不同粒度硝铵炸药的粒度分形维数和表面分形维数进行了计算,并且通过模型计算了其有效热传导率。结果表明,纳米RDX的轴向有效热传导率(<i>k</i><sub>t</sub>)和径向有效热传导率(<i>k</i><sub>r</sub>)比微米RDX的<i>k</i><sub>t</sub>和<i>k</i><sub>r</sub>分别高0.204和0.059 W/mK;纳米HMX的<i>k</i><sub>t</sub>和<i>k</i><sub>r</sub>比微米RDX的<i>k</i><sub>t</sub>和<i>k</i><sub>r</sub>分别高0.079和0.426 W/mK;表明纳米含能材料比微米含能材料具有更高的有效热传导率,有利于增大热量散失、降低热点温度,从而表现出更低的感度。因此利用分形热传导模型可以评价含能材料的感度。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 554 561 1687081 王毅, 宋小兰, 黄浩, 李凤生 三嵌段烯基聚NIMMO含能黏合剂的合成与固化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180605 以1,4-丁二醇为引发剂,三氟化硼·乙醚络合物为催化剂,3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷(NIMMO)为第一单体,烯丙基缩水甘油醚(AGE)为第二单体,采用阳离子开环聚合的方法合成了三嵌段烯基聚NIMMO含能黏合剂,采用红外光谱和核磁共振对产物进行了表征,并以合成的含能黏合剂和四甲基对苯二腈氧化物(TTNO)为原料制备了聚异噁唑啉弹性体,研究了弹性体的力学性能和热性能。结果表明,该含能黏合剂具有较低的黏度(25℃时黏度为4.76 Pa·s),在室温下即可被TTNO固化;<i>R</i>值为2.0时,得到的弹性体室温下拉伸强度为0.60 MPa,升温速率10 K/min时的DSC曲线峰温为216.0℃,有望应用于复合固体推进剂。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 562 566 1321449 王晓川, 舒远杰, 莫洪昌, 卢先明, 刘宁 改性氧化石墨烯/聚氨酯复合包覆层的制备与性能测试 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180606 为提升固体推进剂中聚氨酯包覆层的耐热性能并降低残渣率,对原有包覆层体系进行了改性研究;用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)改性氧化石墨烯;采用XRD、FT-IR和Raman光谱对改性后的氧化石墨烯(MGO)进行了表征;分析了MGO在3种有机溶剂(正庚烷、乙酸正丁酯和N,N-二甲基甲酰胺)中的分散性;以溶液共混法制备了改性氧化石墨烯(MGO)/聚氨酯复合包覆层材料,并测试了其力学性能、耐烧蚀性能和残渣率。结果表明,经过IPDI改性后,MGO在DMF和乙酸正丁酯中有较好的分散效果;相较于原聚氨酯包覆层材料,MGO质量分数为5%的复合聚氨酯包覆层表现出更好的使用性能,其50%定伸应力提高31.85%,拉伸强度下降5.25%,线烧蚀速率和残渣率分别降低34.10%和17.71%,表明使用性能有明显提高。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 567 572 1428602 赵刘明, 陈腾, 李万辉, 李枭铭, 李强, 王庆华, 郭双锋, 姜炜 乙炔银-硝酸银合成工艺优化及其性能测试 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180607 以硝酸银和乙炔为原料合成了光敏炸药乙炔银-硝酸银(SASN),分析了反应温度、硝酸银质量浓度和添加剂等对合成工艺的影响,得到了最佳合成工艺条件;用扫描电镜、XRD和DSC分别研究了SASN晶体颗粒、成分和热分解性能,用Kissinger法得到了SASN的热分解反应动力学参数;测试了其撞击感度、摩擦感度、火焰感度和静电火花感度等。结果表明,SASN颗粒形态、大小易受合成条件的影响,主要以长针状晶体为主,晶体长度在10~60 <i>μ</i>m之间;最佳合成工艺条件为:硝酸银25 g、去离子水150 mL和硝酸29 mL时,得到SASN的产率较高,为86.1%;在升温速率10℃/min下,SASN的分解峰温为232.9℃,Kissinger法得到的热分解表观活化能为121.0 kJ/mol;其特性落高、火焰感度及静电火花感度分别为23.9 cm、23.9 cm和0.49 J,均比纯叠氮化铅(LA)钝感;其摩擦感度为80%,比纯叠氮化铅敏感。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 573 577 1262460 徐海斌, 裴明敬, 张德志, 随亚光, 陈博, 杨军, 唐仕英 丁腈橡胶类键合剂在CL-20/GAP体系中的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180608 为改善CL-20/GAP体系的界面性能,提高推进剂的力学性能,将液体丁腈橡胶、增塑液体丁腈橡胶及端羟基液体丁腈橡胶作为键合剂分别加入到推进剂中;采用扫描电镜(SEM)观察了键合剂对CL-20的包覆效果;通过材料拉伸机测试了20℃下键合剂对GAP胶片力学性能的影响,并在-40、20和70℃下测试了键合剂对CL-20/GAP推进剂力学性能的影响;通过动态热机械分析仪(DMA)测试了推进剂的力学损耗因子tg<i>δ</i>,分析了键合剂对体系界面的影响。结果表明,CL-20被完全包裹在键合剂中;20℃下,加入3种键合剂的胶片在拉伸强度基本不变的情况下,断裂延伸率由原来的139.0%分别增至150.7%、147.0%和152.3%,起到了扩链剂的作用;端羟基液体丁腈橡胶的加入有效提高了推进剂的伸长率,-40、20和70℃下的最大伸长率由22.1%、44.8%和52.7%分别增至58.1%、64.9%和80.2%;推进剂在-40℃下的黏附指数由1.67降至1.15,变化趋势与tg<i>δ</i>曲线相符,说明该类键合剂的加入能有效抑制CL-20/GAP体系的界面"脱湿"。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 578 581 1360176 徐爽, 武卓, 庞爱民, 李洪旭, 唐根 枪击环境下带空腔双层装药的响应特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180609 为了研究子弹撞击双层装药的响应特性,设计了一种带空腔的双层装药结构;采用HyperWorks有限元软件计算分析了装置在12.7 mm子弹撞击下的力学响应,验证了试验装置的可行性;采用PBX-3和PBX-9两种炸药进行了枪击试验,测试了试验过程的应变、应力和冲击波超压,分析了试验件在12.7 mm子弹撞击下的响应特性;将试验后回收的炸药样品进行了SEM和XPS测试,获得了回收样品的微观结构及元素变化。结果表明,12.7 mm子弹撞击带空腔的两层装药结构时,PBX-3和PBX-9两种炸药均发生了爆燃反应,能量释放率分别为1.9%和6.3%,PBX-9反应程度高于PBX-3;炸药反应后,壳体应变率达到10<sup>4</sup> s<sup>-1</sup>,所受压力超过600 MPa;PBX-3回收炸药表面出现明显的熔化与反应现象,但没有出现明显的反应增长现象。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 582 587 2169264 聂少云, 赵学峰, 姚奎光, 代晓淦, 文玉史 一种同轴双元组合装药的爆轰波形及驱动性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180610 采用DNTF基高爆速炸药包裹高爆热含铝炸药的方式制备了一种同轴双元组合装药,通过高速扫描法研究了其爆轰波形特征,并通过圆筒试验,对比了组合装药与单一装药驱动性能的差异。结果表明,由于所用的两种炸药稳态爆速相差1.8 mm/<i>μ</i>s,使得内层装药的爆轰波形出现了明显的汇聚效应,提升了其波阵面传播速度,导致其爆轰反应区宽度减小,降低了该组合装药所释放的能量,使得圆筒比动能在产物膨胀初期比两种单一装药的平均值低0.095 kJ/g,在产物膨胀的中后期,仍偏低0.06 kJ/g;但产物压力在相对比容增至1.95后超过了高爆速单一装药,产物相对比容增至3.07时,仅略低于低爆速单一装药。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 588 593 1684821 沈飞, 王辉, 罗一鸣 Fe/Al含能射流能量释放特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180611 为研究含能射流冲击加载作用下的能量释放特性,通过建立动态能量采集系统对Fe/Al含能射流冲击靶板产生的能量进行量化采集测试,得到不同配比的Fe/Al含能射流在冲击加载作用下发生化学反应产生的超压-时间曲线,创建了超压差值计算法,对含能射流释放的能量进行了计算,并通过回收反应产物从细观层面分析了Fe/Al含能射流冲击释能机理。结果表明,在纯铝中加入质量分数30%~40%的铁颗粒,射流所释放能量达到21.64 kJ/g,是纯铝射流的2倍;当铁的质量分数超过40%会对射流释能效率起到阻碍作用;铝质量分数在60%~70%范围内可以最大限度地促成铝与铁的氧化反应以及铝热反应,同时抑制放热量低的铝铁金属间化合反应发生。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 594 598,604 1444974 杜烨, 李强 硝化甘油生产过程中硝化酸的快速检测方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180612 针对硝化甘油生产过程中硝化酸检测存在安全隐患和检测时间长的问题,采用近红外光谱技术研究了硝化酸的快速检测方法,建立了硫酸、硝酸和硝化甘油组分的定量模型并进行了应用验证,并与化学分析法进行了对比。结果表明,所建模型的交互验证决定系数(<i>R</i><sup>2</sup>)分别为0.966 6、0.958 5和0.979 1,交互验证的均方根误差(RMSECV)分别为0.195%、0.329%和0.064%,外部验证的均方根误差(RMSEP)分别为0.271%、0.388%和0.121%。显著性检验(<i>t</i>(H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>)=0.59,<i>t</i>(HNO<sub>3</sub>)=1.64,<i>t</i>(NG)=1.59)表明,在显著水平为0.05时,近红外光谱法与化学分析法无显著差异。每个样品的检测时间统计不超过2 min。表明该方法快速、准确,能够满足硝化甘油在线质量检测和自动化生产的要求。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 599 604 1826766 温晓燕, 陈曼, 严蕊, 胡岚, 李俊平, 刘红妮, 王静娜 不同含氮量NC对CMDB推进剂力学性能的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180613 采用分子动力学计算了不同含氮量NC在NG/HMX共混体系的回转半径、径向分布函数及不同含氮量NC与NG/HMX共混体系的弹性常数;通过拉伸实验测试了不同含氮量NC对CMDB推进剂力学性能的影响。结果表明,NC体系中含氮量的增加,使NC分子链内部的作用力弱化,内旋自由度增大,NC分子链尺寸增大,NC的延展性改善;不同含氮量NC与NG/HMX共混体系的拉伸模量、剪切模量和体积模量与只含有NC的体系相比均有所降低;含氮量11.8%的NC对改善NC/NG体系的弹性常数效果最佳,同时NC含氮量的增加能够强化NC与NG分子间相互作用;在浇铸CMDB推进剂中添加适量的1<sup>#</sup>NC和2<sup>#</sup>NC能提高浇铸CMDB推进剂在常温(20℃)和高温(50℃)的拉伸强度。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 605 610 1344507 张亚俊, 李吉祯, 唐秋凡, 李伟, 王可, 樊学忠, 屈蓓, 张正中, 鄢海涛, 鲍远鹏 温度对双基类发射药制备中成型压力及偏距的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180614 为定量分析温度与多孔发射药物料流动性之间的关系,通过改变挤压工艺参数(发射药物料预热温度、模具预热温度),研究其对发射药成型过程中压力、偏距的影响;通过对几组剪切速率、剪切黏度及温度的数据拟合,选取Bird-Carreau模型作为流变模型;借助Fluent软件对模具及发射药物料进行共轭传热分析,同时进行了一系列的挤压成型实验,得到了发射药物料流道内压力分布和针架的最大变形。模拟结果表明,随着发射药物料加热温度的升高,流场压力逐渐减小,模针的最大变形量减小,变化率为0.009 mm/℃。实验结果表明,流场压力随着发射药物料加热温度的升高而降低,温度差值为5℃时的压力平均变化率为13.5%;发射药的孔偏距也逐渐减小,变化率为0.007 mm/℃,且都与温度呈线性递减趋势。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 611 616 2027409 邹凤娟, 胡小秋, 梁宏业, 刘志涛 反相高效液相色谱法测定含RDX的叠氮硝胺发射药中4种组分含量 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180615 提出了采用反相高效液相色谱法测定含RDX的叠氮硝胺发射药中RDX、硝化甘油(NG)、1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷(DIANP)和中定剂(C<sub>2</sub>)4种组分含量的新方法;试样用丙酮溶剂溶解后进行色谱分离,采用Agilent Cl8色谱柱(5 <i>μ</i>m,4.6 mm×150 mm),以乙腈和水(体积比为65:35)为流动相,在波长210 nm处进行4种组分含量的测定。结果表明,在优化的色谱条件下,NG在质量浓度0.02~1.38 g/L,RDX在质量浓度0.02~1.11 g/L,DIANP在质量浓度0.02~0.98 g/L,C<sub>2</sub>在质量浓度0.002~0.12 g/L时,含量分别与其峰面积呈线性关系;4种化合物的加标回收率在98.4%~100.6%,相对标准偏差RSD在0.53%~1.20%。表明该方法准确可靠,可用于含RDX的叠氮硝胺发射药组分含量的测定。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 617 620 870240 杨彩宁, 赵娟, 陈曼, 贾林, 王歌扬, 张瑜, 何可维 大尺寸固体火箭发动机快速烤燃特性的数值模拟 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180616 为研究装填高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)推进剂的大尺寸火箭发动机的热安全性问题,针对某固体火箭发动机建立了二维轴对称烤燃简化模型,其中AP/HTPB推进剂的快速烤燃过程采用两步总包反应描述;在升温速率为1.45、1.75、1.95、2.25及2.45K/s的工况下,对发动机的快速烤燃行为进行了数值模拟,并与实验数据进行了对比。结果表明,升温速率对着火位置的影响很小,5种升温速率下,AP/HTPB推进剂的最初着火位置均发生在药柱肩部的环形区域内;升温速率<i>k</i>对着火延迟期<i>t</i><sub>i</sub>有较大影响,升温速率为1.45~2.45 K/s时,二者之间存在线性关系,通过最小二乘法拟合出的经验关系式为:<i>t</i><sub>i</sub>=823.964 81-115.474 52<i>k</i>。数值计算得到的着火温度和着火延迟期与试验数据的误差分别为0.6%和1.72%。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 621 626,631 2561046 叶青, 余永刚 某三基发射药的老化寿命评估 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180617 分别在51、61、71、81℃下,以发射药装药壳体约束内湿度75%为模拟条件,对由硝基胍、硝化棉、硝化甘油、叠氮硝胺和中定剂为主要成分所组成的新型三基发射药进行了加速老化试验;设置空白对照组以探究中定剂相对含量、抗压强度和燃烧性能随老化时间的变化规律以及湿度对各性能的影响规律;采用MATLAB计算软件、Berthelot方程对不同失效判据下发射药安全贮存寿命进行了预估。结果表明,样品中的中定剂相对含量随老化时间的增加逐渐下降;样品的抗压强度随着老化时间的增加而下降;样品的燃烧渐增性没有随老化时间而变化。分别以中定剂消耗50%和抗压强度降低50%为失效判据,计算得到发射药样品在25℃、壳体约束内湿度为75%条件下的安全贮存寿命分别为8.9年和8.2年。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 627 631 1113641 宋力骞, 刘大斌, 钱华, 刘秉鑫 高氮量改性单基发射药的制备和性能研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180618 通过浸渍-钝感工艺制备了含氮量分别为13.0%和13.15%的改性单基发射药样品,采用扫描电镜、密闭爆发器试验和内弹道试验研究了不同含氮量、不同工艺条件对改性单基发射药性能的影响。结果表明,与含氮量13.0%的改性单基发射药相比,含氮量13.15%改性单基发射药的NC更难被NG塑化,端面内孔不易封堵;高氮量改性单基药具有更高的火药力,其燃烧渐增性随NG和钝感剂含量的增加而提高;高氮量改性单基发射药在装药量较少的条件下,弹丸初速比低氮量改性单基发射药提高16.9 m/s,高温(50℃)、常温(20℃)和低温(-40℃)试验中,膛压、初速随温度升高而升高,并且具有低温度系数的特点。 2018年12月27 00:00 2018年第6期 632 636 1473481 于慧芳, 李梓超, 刘波, 魏伦, 郑双, 韩冰 2018年第6期封面 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180619 2018年12月27 00:00 2018年第6期 637 637 683085 2018年第6期目录 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180620 2018年12月27 00:00 2018年第6期 638 640 335331 2018年第6期图文摘要 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180621 2018年12月27 00:00 2018年第6期 641 646 1267754 总目录 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20180622 2018年12月27 00:00 2018年第6期 647 654 513373