共轴聚焦型微流控装置剪切高粘溶液连续制备双基球形发射药

摘要

为了探索连续化生产粒径可控的百微米范围内双基球形发射药工艺条件,以质量分数为10%的双基发射药溶液为分散相,采用共轴聚焦型微流控装置制备了400~700μm范围内粒径可控的双基球形发射药,并研究了两相流量比(Qc/Qd)、芯片尺寸对其粒径和形貌的影响。通过扫描电镜、光学显微镜、密闭爆发器等测试方法,表征了样品形貌、粒径分布和定容燃烧性能。结果表明:随两相流量比(Qc/Qd)减小,相同芯片下制备样品的中位粒径(D_(50))先增大后减小;随芯片的连续相或分散相通道内径增大,相同两相流量比下制备样品的D50依次增大。当分散相通道内径为0.85 mm,连续相通道内径为2.00 mm,两相流量比为200.00时,制备的样品单分散性好、表面光滑、内部密实、球形形状规则(平均球形度φK=0.949)且粒径分布窄(跨度span=0.09),其D50为539.94μm,平均颗粒密度ρ为1.601 g·cm^(-3)。密闭爆发器实验中,压力⁃时间曲线表明球形样品在2种装填密度(Δ1=0.12 g·cm^(-3)、Δ2=0.20 g·cm^(-3))下能稳定燃烧,动态活度⁃相对压力曲线符合密实球形药减面燃烧规律。