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低温缓燃的烟火药剂配方国内外研究现状

时间:2019-01-05 19:00来源:毕业论文
目前针对低温缓燃的烟火药剂配方的研究国内外鲜有报道,多数研究都以烟火药剂的构成和种类为重点。1980年,美国Blunt在第七届国际烟火研讨会首先定义了烟火学,并列出了烟火学研

目前针对低温缓燃的烟火药剂配方的研究国内外鲜有报道,多数研究都以烟火药剂的构成和种类为重点。1980年,美国Blunt在第七届国际烟火研讨会首先定义了烟火学,并列出了烟火学研究的各种特殊效应。南京理工大学的潘功配在其著作《烟火学》中介绍烟火药是一种特殊的含能材料,分为高热剂、发烟剂、火焰剂和借助空气中的氧燃烧的物质及混合物等[1]。他还指明,要想使得烟火学有所发展,必须要在理论研究上有所突破,更新技术概念,拓展应用领域,要运用新的原理、材料和工艺研究配方,最终研究出来的烟火药不仅安全环保,还能军民两用[2]。在烟火药剂发展方面,湖南协力公司成功研制了不含硫磺和氯酸钾及其他禁用原料的安全环保型烟火药剂。该药剂制造工艺简单,采用了高氯酸钾、铝银粉等非禁用材料,反应也改变成为了吸热反应。通过检测得到,相比传统产品,其摩擦感度由90%降为8%,撞击感度由32%降为0,爆响率提高到98%。目前国际上将MEMS技术也应用到了火工安保系统领域,该类器件主要由机械系统、化学能源系统和微电子系统三部分构成。其工作原理是微电子系统的微传感器感知了外界的输入信号后将其转换为电信号,经过微处理器的处理后再通过微执行器对化学能源系统和机构系统发生作用,从而实现了光、电、热等效应[3]。目前国际上而在低温缓燃烟火剂领域的研究较少,在推进剂的研究方面,低温固体推进剂是一种全新的火箭推进剂。德国CIT所从1996年开始对低温固体推进剂理论及实验的可行性进行论证。低温固体推进剂克服了目前固体推进剂燃烧产物对大气污染的缺点。目前推进体系的发展方向是从LH2/LOX(液氢/液氧)推进剂向SH2/SOX(固氢/固氧)推进剂发展[4]。32257 源`自*六)维[论*文'网www.lwfree.cn
李君励介绍了气体发生剂类的烟火剂,按氧化剂可被分为四大类,分别是二羟基乙二肟、硝酸铵、使用混合氧化剂的复合推进剂和GAP复合推进剂,这些都是属于低温缓燃的烟火药剂,这类烟火药剂的燃烧速度低、燃烧温度低、燃气清洁无毒、残渣少、腐蚀性小且发气量大,是用作燃气发生器装药[5]。谷丰、马友林提到目前国内新研制出了燃速仅为2.5mm/s的缓燃型双基药,同时给出了两种药的相关性能参数,X01双基药片的比容为500mL/g,燃速为5.0mm/s,燃烧温度为1700k。XLR双基药片的比容为500mL/g,燃速为3.5mm/s,燃烧温度为2000K[6]。崔瑞禧进行了HTPB药柱燃速控制规律的研究,得到结果为决定球形高氯酸铵燃速的主要因素是粒度,如粒度相同,则原材料换批等工艺因素的差异所导致的燃速变化值都小于设计公差,经粉碎处理过的小粒使高氯酸铵存放期间结块而导致燃速缓慢下降,10 L的预示燃速略高于500 L的随机燃速[7]。赵凤起,陈沛等利用高压差示扫描量热法研究了含有亚铬酸铜、草酸铵、碳纤维三种不同燃速调节剂的RDX/AP/HTPB推进剂的热分解性能,研究发现调速剂对推进剂燃速的影响与其对推进剂的推进剂初始放热量和主要组分(RDX、AP、HTPB)峰温的影响关系密切。燃烧催化剂碳纤维和亚铬酸铜使AP、RDX的分解峰温降低,使推进剂初始分解阶段的放热量增大和分解放热峰增多,所以导致推进剂的燃速增加,而草酸铵则使RDX的分解峰温升高,而推进剂初始分解阶段的放热量降低,故导致推进剂的燃速降低[8]。论文网
在测定烟火药剂的燃烧参数方面,蔡学智、高俊国介绍了一种烟火药燃烧温度的理论计算法和烟火药燃烧的特征,并且还分别介绍了采用光学高温计和热电偶通过试验测量反应温度的方法[9]。北海检验检疫局的李一明针对烟火药着火温度的测定提出了一种方法,即采用差热分析法(DTA)和热重分析法(TG)联合分析的技术,他用这种方法测定了一些常用典型的烟火药剂的着火温度。并且分析出了当配方中含有S和KClO3时,烟火药剂的着火温度会降低,这种情况正是含S或KClO3的烟火药剂的安全性差的原因。因此,他指出了在烟火药剂中应该禁止或限量使用KClO3[10]。M. E. Brown和S.J. Taylor等提出氧化物和燃料混合物的实际燃烧速率与两种物质间的接触点成比例,还提出了一套能计算氧化物和燃料混合物中两种颗粒接触点总数的计算公式[11]。中国兵器工业西安微电机研究所的陈军和第213研究所的李占英等采用瞬态光谱辐射仪分析火工烟火药剂燃烧时辐射的光谱分布特征,并根据光谱分布状况研制出了一套多光谱辐射测温系统,该系统具有12个工作通道[12]。Stephen R.turns介绍了碳燃烧模型,提出了电路比拟方法,并且可以通过该模型解释大部分固体燃烧现象,而且对于扩散控制燃烧还提出了通过建立D2定律来计算碳-焦颗粒燃烧时间的方法[13]。内蒙古敖汉旗安全生产监督管理局的刘学提到镁铝合金粉的烟火药剂采用湿法配制或者受潮时,会发生化学反应产生热现象。针对这个问题,他提出了利用污水溶剂、将镁铝合金粉进行包裹等六条安全措施[14]。钱新明等人为了研究碳纳米管(CNTs)对含的烟火药的催化作用,应用了丙酮混法和水混法将其分别添加进了含KNO3、KClO4的烟火药中。然后用绝热加速量热仪(ARC)探究得出了CNTs对含KNO3、KClO4的烟火药均具催化作用,且以水混法添加催化剂相比丙酮混法具有更好的催化效果。以水混法将催化剂添加到含KNO3的烟火剂时,最大的反应速率为8.52min-1,比不含有催化剂的烟火药剂速率增大了的0.51倍,并且到达这个速率所需要的时间为141.83min,相比不含有催化剂的烟火药剂降低了11.0%。以水混法将催化剂添加到含KClO4的烟火剂时,最大的反应速率为8.21min-1,比不含有催化剂的烟火药剂速率增大了的3.15倍,并且到达这个速率所需要的时间为52.09min,相比不含有催化剂的烟火药剂降低了56.4%[15]。 低温缓燃的烟火药剂配方国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190105/28753.html
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