基于低温等离子体技术的硝胺炸药改性及推进剂包覆工艺改进研究

摘要

纳米含能材料的制备过程中容易发生粒子团聚现象，这种现象严重影响含能材料的性能和应用，并且会造成其机械感度的增大。同时，固体推进剂和包覆层间的脱粘现象会造成发动机燃烧规律改变甚至爆炸的严重后果，因此，对纳米含能材料表面改性及改进固体推进剂包覆工艺以提高其粘结强度尤为重要。为此，本课题开展基于低温等离子体技术的纳米RDX和纳米HMX改性研究，改善其分散性;开展低温等离子体技术改进推进剂包覆工艺，提高装药与包覆层之间粘结强度的研究，具体的内容如下:
　　一、运用低温等离子体技术分别对纳米RDX和纳米HMX进行改性，并探索出最优工艺条件。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)分析改性前后样品结构和组成的变化，实验结果表明:改性后的纳米RDX和纳米HMX的分子结构、晶体结构以及组成未发生明显变化;
　　二、采用扫描电子显微镜(SEM)和激光粒度仪分析改性前后样品的粒子分散性，采用热重(TG)和差式扫描量热法(DSC)表征改性前后样品的热分解特性，并通过撞击感度仪测试了它们的撞击感度。实验结果表明:改性后纳米RDX和纳米HMX的分散性明显变好，热分解特性变化不大，撞击感度分别降低了10.2％和8.4％。
　　三、运用低温等离子体技术分别对推进剂和包覆层材料进行了表面改性，改进了推进剂包覆工艺，并采用万能材料试验机测试了改性后推进剂与包覆层之间的粘结强度，与传统手工打磨工艺进行了对比，实验结果表明:对推进剂包覆工艺改进后，处理效率、处理质量及自动化程度显著提高，且两者间的粘结强度与传统打磨工艺的粘结强度相当。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 高能含能材料在固体推进剂领域的应用

1．1．1 含能材料的分类

1．1．2 含能材料在固体推进剂领域的应用

1．1．3 含能材料在固体推进剂应用中存在的问题和解决办法

1．2 固体推进剂包覆层的包覆工艺改进

1．2．1 传统包覆工艺的现状及问题

1．2．2 低温等离子体技术对包覆工艺的改进

1．3 低温等离子体技术的原理及设备

1．3．1 低温等离子体的概念

1．3．2 低温等离子体的产生方法原理和特征

1．3．3 低温等离子体技术的应用

1．3．4 实验用低温等离子体设备原理图

1．4 本文的研究背景和意义

1．5 主要研究内容

2 低温等离子体技术对纳米RDX和HMX的改性工艺

2．1 低温等离子体技术解决团聚现象的机理分析

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料及仪器

2．2．2 低温等离子体设备的改性过程

2．3 实验结果与分析

2．3．1 低温等离子体改性技术对纳米RDX结构组成的影响

2．3．2 低温等离子体改性技术对纳米HMX结构组成的影响

2．3．3 改性工艺参数的探索

2．4 结论

3 低温等离子体改性技术对纳米RDX和HMX的分散性、热分解性能和撞击感度的影响

3．1 改性前后粒子分散性的变化

3．1．1 扫描电子显微镜(SEM)的测试分析

3．1．2 微米激光粒度仪的测试分析

3．2 改性前后样品热分解性能的变化

3．2．1 同步热分析仪的测试方法

3．2．2 样品TG-DTG曲线的测试分析

3．2．3 样品DSC曲线的测试分析

3．2．4 表观活化能和自发火温度的计算

3．3 撞击感度的测试

3．3．1 测试原理及方法

3．3．2 测试条件

3．3．3 测试结果

3．4 结论

4 低温等离子体技术在推进剂包覆领域的应用

4．1 实验部分

4．1．1 试验样品及仪器

4．1．2 样品的处理过程

4．2 实验结果与分析

4．2．1 处理推进剂的安全性分析

4．2．2 低温等离子体技术对橡胶包覆层的表面改性研究

4．2．3 低温等离子体技术对推进剂的表面改性研究

4．2．4 不同推进剂包覆工艺的粘结强度对比

4．3 结论

5 全文总结和创新点

5．1 全文总结

5．2 主要创新点

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加的科学研究情况