纳米材料对双基和改性双基推进剂燃烧性能的影响

第36卷第3期 2 0 1 3年6月 火炸药学报 Chinese Journal of Explosives&Propellants 69 

纳米材料对双基和改性双基推进剂 

燃烧性能的影响 

袁志锋,王江宁,张 超,郑 伟,陈 娜,张 军,皮文丰 

(西安近代化学研究所,陕西西安710065) 

摘 要:为了研究3种纳米材料(纳米复合物n—DPN、纳米A1N、纳米Al粉)对双基推进剂、含RDX的改性双基推 进剂、含HMx/Al粉的改性双基推进剂燃烧性能的影响,采用吸收一压延方法制备了推进剂样品,用靶线法测试了 推进剂燃速。结果表明,纳米复合物n-DPN使含HMx/Al粉的改性双基推进剂在15~20MPa出现麦撒燃烧效 应,10MPa的燃速超过24mm/s;1O~2OMPa的压强指数为0.08。加入质量分数2.6 的纳米A1N可使含RDX 改性双基推进剂的燃速降低5mm/s.力Ⅱ人质量分数0.5 纳米Al粉可提高双基推进剂中低压强区(2~12MPa)的 燃速,降低高压强区(15~2OMPa)的燃速,降低中高压强区(8 ̄20MPa)的压强指数。 关键词:材料科学;纳米材料;双基推进剂;压强指数;麦撒效应;燃烧性能 中图分类号:TJ55;V512 2 文献标志码:A 文章编号:1007—7812(2013)03—0069-04 

Effects of Nano—materials on Combustion Properties of DB and CMDB Propellants 

YUAN Zhi feng,WANG Jiang—ning,ZHANG Chao,ZHENG Wei,CHEN Na,ZHANG Jun,PI Wen-feng (Xi an Modern Chemistry Research Institute,Xi an 710065,China) 

Abstract:In order to investigate the effects of three kinds of nano—materials,nano—composite(n-DPN),nano—A1N and nano—A1 powder,on the combustion properties of DB propellant,CMDB propellant containing RDX and CMDB propellant containing HMX/A1 powder,the propellant samples were prepared by extraction and rolling method. The burning rates of propellants were measured by strand buner method.The results show that the nano—composite (n DPN)makes a mesa burning effect appear for the CMDB propellants containing HMX/A1 powder in the pressure range of 15—20MPa,burning rate at pressure of 10MPa exceed 24mm/s and the pressure exponent in the pressure range of 10——20MPa be 0.08.The burning rate of the CMDB propellant containing RDX can be reduced by 5 mm/s when 2.6 A1N is added.The burning rate of DB willincrease between 2—12MPa and be reduced between 15— 20MPa.the pressure exponent in the pressure range of 8—20MPa is reduced when 0.5 nano—A1 powder is added. Key words:material science;nano—material;double—base propellant;pressure exponent;mesa burning effect;com— bustion property 

引 言 

纳米材料作为一种新材料已经得到国内外的 广泛关注,从纳米金属粉、纳米氧化物、纳米复合材 

料到纳米碳都进行了探索性研究,关于各种纳米材 

料(包括纳米复合物)在双基推进剂的应用已有大 量研究¨】。]。国内外关于纳米材料对推进剂某组份 

的热分解,以及纳米铝粉对推进剂能量性能、燃烧 性能的影响也进行了的研究 ]。但这些研究主要集 中在对中等燃速双基推进剂的影响方面,对低燃速 

推进剂、含RDX或HMX或HMX/Al改性双基推 进剂燃烧性能的研究较少。 

本实验研究了纳米铝粉对低燃速双基推进剂 

燃烧性能的影响、纳米AlN对含RDX改性双基推 进剂燃烧性能的影响、纳米复合物n—DPN粉对 

HMX或HMX/A1的改性双基推进剂燃烧性能的 影响,以期为此类纳米材料在双基推进剂中的应用 

提供参考。 

收稿日期:2012-10—25; 修回日期:2013一O1—06 作者简介:袁志锋(1980一),男,工程师,从事固体推进剂配方与工艺研究。

 70 火炸药学报 第36卷第3期 

物),深圳尊业纳米材料有限公司;普通A1粉。充 上 关芍 氮气恒压燃速测试仪,北京航天动力研究所。 

1.1 材料与仪器 1.2样品的制备 纳米A1粉、纳米A1N(N436 ̄)粉,皓田纳米科 推进剂配方组成见表1。固体推进剂样品采用 技(上海)有限公司;纳米n—DPN(纳米材料复合 吸收一离心驱水一光辊压延一切成药条工艺制备。 

表1推进剂配方 Table 1 The formulation of propellants 

。 、+ .、 拦口 、南 。 2结果与讨论 采用靶线法测试样品燃速。将已处理的 、。 ~ 05 mm×160 mm的药柱包覆后,在氮气气氛中测量 2.1 纳米Al粉含量对双基推进剂燃烧性能的影响 

燃速。根据Vieille燃速与压强关系式r—aP ,计算 研究了纳米AI粉含量对双基推进剂燃烧性能 压强指数n。 的影响,结果见表2。 

表2 纳米A1粉含量对双基推进剂燃烧性能的影响 Table 2 Effect of nano—AI powder content on the combustion properties of DB propellant 

配方 (纳米 编号 Al粉)/ z胁 a s z …M 

从表2可以看出,在2~12 MPa配方2比配方 1的燃速更高,平均高约0.3~1.0mm/s;但配方2 

在8~20 MPa的压强指数(由0.77降为0.28)较 低,表明加入纳米Al粉可提高低压区(2~12MPa) 

的燃速、降低中高压强区(8~20MPa)的压强指数。 随着纳米铝粉含量的增加,推进剂中高压强区 

(8~20 MPa)的燃速增大,可能是因为随着纳米铝 粉含量的增加,燃烧放热量增大,从而提高了燃速; 在4~20MPa,与普通铝粉相比,含相同含量 (1.5 )纳米铝粉使推进剂燃速提高更多,可能是 

因为纳米铝粉的燃烧效率比普通铝粉高。 2.2 纳米AlN粉含量对RDX改性双基推进剂燃 

烧性能的影响 

研究了纳米AlN粉含量对RDX改性双基推进 剂燃烧性能的影响,结果见表3。 

由表3可以看出,用纳米A1N替代普通Al ()3, 7々, O . O . O O 5 . 2 2 O O 4 4 2 2 2 2 3 . O O 3 6 O ..1 2 6 6 6 4 4 6 6 6 2 2 2 O O O O O 8 8 8 3 3 3 3 3 2 2 2 乱 5 O 5 O . . . O 1 1 O O O O O 3 3 3踮踮踮 4 4 4 4 4 2 2 2 5 5 5 5 u 9 9 9 9 0 5 5 5 5 5 O O O 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 5 5 7 7 7 7 7 6 6 6 6 6 6 6 l 2 3 4 5 6 7 8 9 U 

7 7 O O O 6 9 5 9 5 4 9 8 3 3 9 2 0 5 2 1 8 1 7 0d O 1

 第36卷第3期 袁志锋,王江宁,张 超,等:纳米材料对双基和改性双基推进剂燃烧性能的影响 71 

5~15 MPa的燃速下降,降幅平均约2mm/s,配方7 

在18MPa下的燃速超过配方6,在5~18MPa的压强 指数大于配方6。对比配方8与配方6,配方8在5~ 

18 MPa的燃速下降,平均约5 mm/s,最大值为 大。因此,纳米AlN是一种较好的降速剂,能大幅度 

降低推进剂的燃速,且随着加入量的增加,燃速降幅 更大,但会增大推进剂的压强指数。原因可能为AlN 

粉为惰性物质,不参与燃烧,并且还会吸收推进剂燃 

6.25mm/s,降速作用明显;5~18MPa的压强指数增 烧时产生的热量,因而使燃速。 表3 纳米A1N粉含量对RDX改性双基推进剂燃烧性能的影响 Table 3 Effect of nano—。A1N powder content on the combustion properties of RDX—-CMDB propellant 

2.3 纳米复合物n—DPN含量对HMX/A1改性双 

基推进剂燃烧性能的影响 

研究了纳米复合物n—DPN含量对HMX/Al改 性双基推进剂燃速的影响,结果见表4。用表4数 据计算了相邻两压强点之间的催化效率,结果见 表5。 

表4 纳米复合物n—DPN含量对HMX/A1改性双基推进剂燃速的影响 Table 4 Effects of nano—n—DPN content on the burning rate of HMX/Al—CMDB propellant 

从表4可以看出,纳米复合物 —DPN使配方9 

在5~8MPa产生超速燃烧,在12~20MPa催化效 率随着压强的增加而降低,因此推进剂在12~ 

20MPa区间的压强指数降低。 

纳米复合物n—DPN较大幅度地提高了低压段 的燃速,但对高压段的提高幅度较小,因此降低了 

整个区间的压强指数,并在各区间点上的燃速都高 

于原始配方。 纳米复合物n—DPN在质量分数小于1 的情 

况下能较大幅度地提高已添加催化剂的推进剂燃 速,并能降低12~2OMPa的压强指数,很明显是参 

与了燃烧反应,是一种有良好应用前景的催化剂。 2.4 纳米复合物n~DPN含量对HMX改性双基推 

进剂燃烧性能的影响 

研究了纳米复合物 一DPN含量对HMX改性 双基推进剂燃烧性能的影响,结果见表6。 

表6 纳米复合物n-DPN含量对HMX改性双基推进剂燃烧性能的影响 Table 6 Effects of nano——n—-DPN content on the combustion properties of HMX——CMDB propellant 

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双基推进剂结构对爆炸性能的影响

双基推进剂结构对爆炸性能的影响

第34卷第3期 2010年6月 南京理工大学学报(自然科学版) Vo1.34 No.3 Journalof Nanjing University of Science and Technology(Natural Science) Jun.2010 

双基推进剂结构对爆炸性能的影响 

魏晓安,王泽山 

(南京理工大学化工学院,江苏南京210094) 

摘 要:为研究不同装药结构的爆速及其对钢板的破坏影响,以外径为45.5 mm、内径为 

8.2 mm、密度为1.61 g/cm 的双基推进剂单孔药柱为研究对象,在推进剂结构中设置不同单元 药柱长度、不同单元药柱间隙长度,在间隙中有无填充氧化剂弹性体。通过爆速测试和见证板 方法得到:在充填间隙后,装药结构完全爆轰,爆速范围为6.7~7.25 km/s;在间隙无充填时,随 

着间隙长度的增加,爆炸性能下降,在单元药柱长度低于50 mm且间隙长度大于3 mm后不能 爆轰。测试得到了单元药柱长80 mm,间隙为5 mm装药结构的爆速为1.9 km/s,并用见证板 

和高速摄影手段进行了验证。 

关键词:装药结构;双基推进剂;爆炸性能;爆速;间隙;高速摄影 中图分类号:TJ 55;O 389 文章编号:1005—9830(2010)03—0372—04 

Effect of Double Base Propellant Structure on Detonation Performance 

WEI Xiao-an,WANG Ze—shan 

(School of Chemical Engineering,NUST,Nanjing 210094,China) 

Abstract:To research the detonation velocity of different charge structures and their destruction influ- 

ence on steel,a double base propellant with single hole is studied,with the outer diameter of 

CL-20基交联改性双基推进剂的燃烧性能

CL-20基交联改性双基推进剂的燃烧性能

52 火炸药学报 Chinese Journal of Explosives&Propellants 第35卷第1期 2 0 1 2年2月 

CL-20基交联改性双基推进剂的燃烧性能 

宋振伟,李笑江,严启龙,刘芳莉,刘 萌,刘 鹏 

(西安近代化学研究所,陕西西安710065) 

摘要:设计了以CL-20、HMX、RDX及其混合物为氧化剂的XLDB推进剂,研究了其燃烧性能。结果表明,用 CL一20替代XLDB推进剂中的HMX、RDX可大幅提高其燃速,压强指数略有提高。5~20MPa的压强指数为0. 48。用CL-20替代5O (质量分数)HMX、RDX后,推进剂的燃速变化趋势不同。在低于12MPa时,CL一20/HMX— XLDB推进剂的燃速低于HMx-xLDB推进剂,且在5~2OMPa范围内压强指数较高。 关键词:物理化学;CL-20;XLDB推进剂;燃烧性能;压强指数 

中图分类号:TJ55;V512 文献标志码:A 文章编号:1007—7812(2012)O1—0052-03 

Combustion Properties of Cross—linking Modified 

Double-base Propellant with CL一2 O 

SONG Zhen-wei,LI Xiao-jiang,YAN Qi—long,LIU Fang—li,LIU Meng,LIU Peng (Xi an Modern Chemistry Research Institute,Xi an 710065,China) 

Abstract:Formulas of cross—linking modified double-base propellant with CL一20,HMX,RDX and their mixture as oxidizer were designed.Their combustion properties were studied.The results show that the burning rate of propel— lant with CL一20 was obviously increased with slightly higher pressure exponent.The pressure exponent over the pressure range of 5—20 MPa is only 0.48.The trends of combustion properties for CL-20/HMX-XLDB and EL-20/ RDX—XLDB propellant after the substitution of CL一20 for 50 (mass fraction)HMX or RDX are different.The 

含N,N-二硝基哌嗪无烟改性双基推进剂的燃烧性能

含N,N-二硝基哌嗪无烟改性双基推进剂的燃烧性能

84 火炸药学报 Chinese Journal of Explosives&Propellants 第35卷第3期 2 0 1 2年4月 

含N,N一二硝基哌嗪无烟改性双基推进剂的燃烧性能 

刘芳莉,李吉祯,齐晓飞,宋振伟 

(西安近代化学研究所,陕西西安710065) 

摘要:以CMDB推进剂为基础,用N,N一二硝基哌嗪(DNP)替代推进剂中的RDX,研究了DNP含量、燃烧稳定剂 (CaCO。、TiO。、MgO及Al O。)、燃烧催化剂(铅盐、铅盐/铜盐、铅盐/铜盐/炭黑)对DNP—CMDB推进剂燃烧性能的 影响。结果表明,DNP可明显降低无烟CMDB推进剂的燃速,当DNP完全替代RDX时,在18MPa压强下推进剂 的燃速降低约68%;铅盐/铜盐/炭黑燃烧催化剂复配体系能够有效降低DNP-CMDB推进剂的燃速压强指数,使 

其出现平台燃烧效应。 关键词:物理化学;固体推进剂;CMDB推进剂;N,N一二硝基哌嗪(DNP);燃烧性能 中图分类号:TJ55;V512 文献标志码:A 文章编号:1007—7812(2012)03—0084—04 

Combustion Characteristics of Smokeless CMDB Propellants Containing 

N,N p_dinitrOpiperazine 

LIU Fang—li,LI Ji—zhen,QI Xiao—fei,SONG Zhen-wei 

(Xi’an Modern Chemistry Research Institute,Xi’an 710065,China) 

Abstract:N,N’一dinitropiperazine(DNP)was used to replace RDX in RDX composite modified double base(CMDB) propellant,and the influences of DNP content,combustion stabilizers(CaCO3,TiOz,MgO and AI2 Oa)and combus 

有机铅盐对高能改性双基推进剂燃烧性能和热分解的影响

有机铅盐对高能改性双基推进剂燃烧性能和热分解的影响

第31卷第2期 2 0 0 8年4月 火炸药学报 Chinese Journal of Explosives&Propellants 49 

有机铅盐对高能改性双基推进剂 

燃烧性能和热分解的影响 

付小龙,樊学忠,李吉祯,刘小刚,张腊莹 

(西安近代化学研究所,陕西西安710065) 

摘要:研究了3种有机铅盐燃烧催化剂NTO铅(NTo—Pb)、水杨酸铅(Sa—Pb)和硬脂酸铅(St—Pb)对高能改性双基 

推进剂(HEMDB)不同压强下的燃烧性能和热分解的影响 结果表明,有机铅盐燃烧催化剂对HEMDB推进剂的燃 

烧性能和DSC特征量均有影响;NTO—Pb、Sa—Pb和St—Pb可促进HEMDB推进剂中RDX的热分解;HEMDB推进 

剂的燃速和DSC特征量均随压强的升高而增大,在1~10MPa压强下该类推进剂的燃速与DSC特征量线性相关。 

关键词:物理化学;固体推进剂;高能改性双基推进剂;HEMDB;热分解;燃烧性能 

中图分类号:TJ55 文献标志码:A 文章编号:1007—7812(2008)02—0049—04 

Effect of Organic Lead Salts on Combustion Characteristics and Thermal 

Decomposition of High Energy Modified Double Base Propellants 

FU Xiao—long,FAN Xue—zhong,LI ji—zhen,LIU Xiao—gang,ZHANG La—ying (Xi an Modern Chemistry Research Institute,Xi an 710065,China) 

Abstract:The effect of three organic lead salts,including lead 3-nitro一1,2,4-triazol一5一onate,lead sallcylate and 

含CL_20改性双基推进剂的性能_郑伟

含CL_20改性双基推进剂的性能_郑伟

郑伟,王江宁,谢波,宋秀铎,田军,袁志锋

文章编号:1006-9941(2011)03-0272-04

含CL-20改性双基推进剂的性能

郑󰀁伟,王江宁,谢󰀁波,宋秀铎,田󰀁军,袁志锋

(西安近代化学研究所,陕西西安710065)

摘󰀁要:从物理化学性能、安全性能、燃烧性能和内弹道性能四个方面对含六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的改性双基推进剂

(CMDB)󰀁󰀁󰀁CL-20/CMDB进行了研究。燃烧性能的测试表明,在6~20MPa下,CL-20/CMDB较RDX/CMDB推进剂的燃速高

2.5~8.94mm󰀁s-1,其压强指数为0.28(10~20MPa);物理化学性能测试表明,与RDX/CMDB推进剂相比,CL-20/CMDB推

进剂具有更高的密度、爆热和比容,其密度、爆热和比容分别为1.76g󰀁cm-3、5034J󰀁g-1和658L󰀁kg-1;安全性能测试表明,

CL-20/CMDB与RDX/CMDB推进剂相比,其化学安定性相当,撞击感度较低,但摩擦感度较高,达到了100%。内弹道性能测试表

明,CL-20/CMDB推进剂在󰀁36发动机中的比冲可以达到2226.1N󰀁s󰀁kg-1(227s),比RDX/CMDB推进剂的比冲高

15.1~39.4N󰀁s󰀁kg-1。

关键词:物理化学;高能量密度化合物;六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20);黑索今(RDX);改性双基推进剂

中图分类号:TJ55;V512;O64󰀁文献标识码:ADOI:10.3969/.jissn.1006-9941.2011.03.007

收稿日期:2010-08-31;修回日期:2010-10-14

作者简介:郑伟(1981-),硕士,工程师,研究方向为高能量密度材料

在改性双基推进剂中的应用。

e-mai:lzhei_wei035991@1󰀁引󰀁言

󰀁󰀁六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的密度高、能量

铅盐对高能无烟改性双基推进剂燃烧性能的影响

铅盐对高能无烟改性双基推进剂燃烧性能的影响

第l5卷第4期 2007年8月 含 能 材 料 

CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS Vo1.15,No.4 August,2007 

文章编号:1006—9941(2007)04 ̄329—03 

铅盐对高能无烟改性双基推进剂燃烧性能的影响 

付小龙,李吉祯,刘小刚,樊学忠,刘 春 

(西安近代化学研究所,陕西西安710065) 

摘要:研究了7种铅盐(PCDS、PDS、NIP、NTO铅、2,4-二羟基苯甲酸铅、苯二甲酸铅、碳酸铅)对高能无烟改性双 

基推进剂燃烧性能的影响。结果表明,铅盐的燃烧催化作用可能与铅盐的分子结构有关,上述铅盐中PCDS对高能 

无烟改性双基推进剂的燃烧催化效果最好;铅盐和炭黑复配体系可提高推进剂燃速,并降低压强指数。 

关键词:应用化学;无烟改性双基推进剂;燃烧性能;铅盐 

中图分类号:V512;TJ55 文献标识码:A 

1 引 言 

无烟改性双基推进剂能量高、特征信号低,是火箭 

和导弹发动机装药中常用的推进剂,其燃烧性能直接 

影响到该导弹或火箭发动机的工作时间和工作状态的 

稳定性,因此,控制和调节燃烧性能是高能无烟改性双 

基推进剂重要的研究方向之一…。 

近年来,我国在无烟改性双基推进剂研究方面做 

了大量工作 “ 。由于浇铸高能无烟改性双基推进剂 

的研究起步较晚,与螺压无烟改性双基推进剂相比,其 

燃烧性能的研究只限于某种特定的用途,尚无系统研 

究。为系统研究燃烧催化剂对浇铸高能无烟改性双基 

推进剂燃烧性能的影响,寻找出对该类推进剂燃烧性 

能有效调节的燃烧催化剂,本文详细研究了7种铅盐 

对浇铸高能无烟改性双基推进剂燃烧性能的影响,包 

括PCDS、PDS、NIP、NTO—Pb(NTO铅)、 一Pb(2,4 二羟基 

苯甲酸铅)、 .Pb(苯二甲酸铅)和PbCO,(碳酸铅),并 

利用扫描电镜,分析推进剂中止燃烧时燃烧产物的分 

布情况和燃烧过程中凝聚相反应的程度,以推测含不 

纳米复合含能材料的研究进展

纳米复合含能材料的研究进展

1. 引言

1.1 纳米复合含能材料的概念

纳米复合含能材料是指将含能材料与纳米材料进行组合,形成具有新颖结构和性能的复合材料。纳米复合含能材料的设计与制备旨在提高含能材料的能量密度、燃烧速度和稳定性,从而实现更高效的能量释放和更可靠的应用。通过在纳米尺度上调控材料的结构和性能,纳米复合含能材料具有优良的热力学和动力学性能,有望在火箭推进、炸药、火箭弹等领域发挥重要作用。

1.2 研究背景

纳米复合含能材料是近年来在含能材料领域备受关注的研究课题。传统含能材料在安全性、性能和环境友好性方面存在一定的局限性,因此人们希望通过引入纳米技术来改善这些问题。纳米复合含能材料的研究背景主要包括以下几个方面:

传统含能材料存在能量密度低、灵敏性差和安全性不足等问题。随着科技的发展,人们对含能材料的性能和安全性要求越来越高,因此需要开发新型的含能材料来满足不同领域的需求。

纳米技术的快速发展为含能材料的研究提供了新的思路和方法。纳米材料具有特殊的物理、化学和结构特性,可以显著改善含能材料的性能,并且可以实现对含能材料微观结构的精确控制。 纳米复合含能材料能够有效提高材料的储能密度、增强燃烧速度和改善燃烧产物的稳定性。这些优势特性使纳米复合含能材料在火箭推进剂、炸药、燃烧增强剂等领域具有广阔的应用前景。

研究纳米复合含能材料具有重要的科学意义和应用价值,可以促进含能材料领域的技术革新和发展。

1.3 研究意义

纳米复合含能材料的研究具有重要的意义。一方面,纳米复合含能材料具有较高的能量密度和热释放速率,可以提高含能材料的性能,有利于提高火箭发动机、炸药等领域的性能和效率。纳米复合含能材料的制备方法具有一定的挑战性,需要深入研究和探索。开展纳米复合含能材料的研究对我国国防科研和民用领域具有重要意义。纳米复合含能材料还具有环保和安全的优势,可以替代传统的含能材料,减少对环境的污染,并提高生产安全性。在纳米技术不断发展的今天,深入探索纳米复合含能材料的研究具有重要意义,有望推动含能材料领域的发展,促进科技创新。

DNP-CMDB推进剂的催化燃烧性能

DNP-CMDB推进剂的催化燃烧性能

齐晓飞;严启龙;刘芳莉;刘春;王瑛;陈雪莉

【摘 要】为研究含N,N-二硝基哌嗪(DNP)改性双基推进剂(DNP-CMDB)的催化燃烧性能,用燃速测试、高压差示扫描量热(PDSC)、扫描电镜(SEM)和单幅彩色火焰照相技术,分别研究了邻笨二甲酸铅(φ-Pb)、邻苯二甲酸铜(φ-Cu)及其复配体系对DNP-CMDB推进剂燃烧性能、凝聚相热分解、熄火表面和火焰结构的影响.结果表明,φ-Pb及其复配体系能够提高推进剂的燃速,降低压强指数,促进DNP的凝聚相热分解,减少熄火表面上的DNP晶体残留,增大燃烧表面面积,增强火焰区的燃烧反应程度.

【期刊名称】《固体火箭技术》

【年(卷),期】2018(041)001

【总页数】5页(P53-57)

【关键词】物理化学;改性双基推进剂;N,N-二硝基哌嗪;催化燃烧性能

【作 者】齐晓飞;严启龙;刘芳莉;刘春;王瑛;陈雪莉

【作者单位】西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室,西安710065;西北工业大学航天学院,西安710072;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室,西安710065;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室,西安710065;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室,西安710065;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室,西安710065

【正文语种】中 文 【中图分类】V512

0 引言

近年来,随着人们对武器平台生存能力的关注和需求,钝感火炸药概念应运而生,其中钝感推进剂技术正是钝感火炸药技术发展的内容之一[1-2]。在这种背景下,寻求并用钝感炸药替代改性双基推进剂的敏感高能填料黑索今(RDX)和奥克托今(HMX),已成为该类推进剂满足低易损性要求的关键之一[3-5]。N,N-二硝基哌嗪(1,4-dinitropiperazine,DNP)是一种氮杂环的硝胺化合物,能量与RDX接近,在较宽温度范围内热安定性好,对撞击和摩擦等机械刺激不敏感,且与改性双基推进剂常用组分化学相容性好[6],在钝感改性双基推进剂中极具应用前景。

2,4-二羟基苯甲酸铋对双基推进剂燃烧的催化作用

36 火炸药学报 Chinese Journal of Explosives&Propellants 第29卷第1期 2 0 0 6年2月 

2,4一二羟基苯甲酸铋对双基推进剂 

燃烧的催化作用 

宋秀铎,赵风起,徐司雨,高红旭,高 茵 

(西安近代化学研究所,陕西西安710065) 

摘要:为了考察2,4二羟基苯甲酸铋对双基推进剂燃烧的催化效果以及探索其催化作用机理,用螺压工艺制备 了含2,4二羟基苯甲酸铋的推进剂样品,研究了2,4一二羟基苯甲酸铋对双基推进剂燃烧的催化性能。结果表明,2, 

4一二羟基苯甲酸铋对双基系推进剂的燃烧具有良好的催化作用,能显著提高推进剂的燃速,并大大降低压力指数, 与少量碳黑复合后,对提高推进剂的燃速效果更明显,铋盐、铜盐与碳黑三元复合后,催化效果更优。用快速热裂解 固相原位池/傅里叶变换红外光谱(RSFT—IR)联用装置研究了2,4二羟基苯甲酸铋的热分解机理,发现2,4一二羟基 

苯甲酸铋在催化推进剂燃烧过程中的活性组分为 zO。。 关键词:燃烧化学;2,4-二羟基苯甲酸铋;燃烧催化剂;双基推进剂;催化机理 

中图分类号:TJ55;TQ562 文献标识码:A 文章编号:1007—7812(2006)Ol一0036—04 

Catalysis of Bismuth 2,4一DihydrOxylbenzOate in 

Combustion of Double—base Propellant 

SONG Xiu—duo。ZHAO Feng—qi。XU Si—yu,GAO Hong XU,GAO Yin (Xi an Modern Chemistry Research Institute,Xi an 710065,China) 

Abstract:In order to evaluate the efficiency of bismuth 2,4-dihydroxylbenzoate(p—Bi)on catalyzing burning of 

含能钾盐消焰剂对硝胺改性双基推进剂性能的影响

含能钾盐消焰剂对硝胺改性双基推进剂性能的影响 337 

对于图3中含消焰剂推进剂发动机羽焰呈间断性 

圆柱形的现象,我们认为其原因可能是火焰温度波动 

对消焰反应(1)、(2)反应速率的影响较大,而对H・ 

和oH・间的自由基反应影响较小所致。当二次燃烧 

反应终止时,火焰温度降低,此时消焰反应(1)、(2)的 

反应速率变慢,直至H・和oH・间的自由基反应占 

据优势,从而产生明亮火焰;之后,由于火焰温度升高, 

消焰反应(1)、(2)的反应速率加快,进而重新抑制二 

次燃烧反应,二次燃烧火焰消失。上述过程反复进行, 

且由于K・自由基会参与其他反应而产生损耗,因此 

出现了含K SO 推进剂发动机羽焰后端仍有二次燃 

烧火焰存在,而“有效”K 含量更高的含KE推进剂发 

动机羽焰整体呈现间断性圆柱形的现象。 

4 结 论 

(1)外加入KE和K SO ,推进剂的燃速均降低。 

但加入KE的推进剂燃速的降幅小于加入K SO 的推 

进剂。此外,K SO 使推进剂压强指数略有增大,但 

KE并未改变其压强指数; 

(2)KE对推进剂的热分解具有促进作用,且对 

RDX热分解的影响更加明显。而K SO 对推进剂其 

它组分热分解基本无影响; 

(3)加入KE和K SO 均使推进剂的热分解放热 

量降低。但KE的热分解反应可释放一定热量,使加 

入KE的推进剂热分解放热量的降幅小于K SO ; 

(4)两种消焰剂的加入均可抑制推进剂的二次燃 

烧。加入K so 推进剂的羽焰前端二次燃烧基本消 

失,但后端仍有二次燃烧火焰存在;加入KE推进剂的 

羽焰二次燃烧火焰基本消失。 

参考文献: 

[1]王文俊,张占权.2l世纪初固体推进剂技术展望[J].推进技术, 

2000,21(6):1—5. 

WANG Wen—jun,ZHANG Zhan—quan.Prospect fo r solid propel- 

lant technologies at the beginning ofthe 21 st centu ry[J].Journal ofPropulsion Technology,2000,21(6):1—5. 

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