热安全性

摘要： 为了获得六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)粉体的热爆炸临界温度,分别采用差示扫描量热仪(DSC)、加速量热仪(ARC)和自研的热爆炸试验装置,对CL-20炸药粉体进行了热安全试验研究。结果表明,DSC试验、ARC试验与热爆炸试验获得的CL-20炸药粉体的热爆炸临界温度依次为231.99、200.66、174.40°C。不同的测试方法得到的热爆炸临界温度值不同。CL-20炸药的形状、尺寸、质量等对其发生热爆炸临界温度存在影响,存在尺寸效应。小药量热分析实验预估结果目前尚不能真实地反映生产尺度下含能材料的热安全性,存在小药量试验结果指导安全生产的风险和隐患。热爆炸试验更接近炸药的真实使用情况,其结果可为大药量条件下的热安全性评估提供数据支撑。

摘要： 为研究LLM-105基战斗部装药的热安全性问题,建立了缩比战斗部烤燃试验的简化有限元模型,并结合Frank-Kamenetskii反应模型,采用FLUENT仿真软件,分别开展了不同升温速率、不同壳体壁厚以及不同缓冲层厚度条件下的烤燃数值模拟。结果表明,升温速率从0.055 K/min增加至10 K/min,战斗部装药的点火温度由576.7 K降低至537.7 K,装药的点火区域由头部转移至装药尾部与端盖的交界处;壳体壁厚由10 mm增加至20 mm时,装药的点火时间缩短了214 s,装药的点火温度变化了14 K;当烤燃时间为13000 s时,不同缓冲层厚度对点火温度和点火区域的影响不大。研究结果可以为评估超声速武器战斗部装药的热安全性提供一定理论支撑。

摘要： 为了探究双呋咱并[3,4-b:3′,4′-f]氧化呋咱并[3″,4″-d]氧杂环庚三烯(BFFO)的熔铸工艺性能,通过DSC实验并结合长时恒温试验,对BFFO的热安全性进行了研究;通过X光透射成像、扫描电镜形貌分析、DSC控制凝固测试等对其凝固性能进行了研究,并与3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)进行了对比。结果表明,BFFO熔融峰温84.7°C,95~135°C的恒温长时加热未见变色发烟,显示良好的熔铸工艺热稳定性。BFFO的起始分解温度为251.8°C,分解峰温339.5°C,β→0时热爆炸临界温度(T_(b))为270.8°C,显示出良好的熔铸工艺热安全性。BFFO具有一种特殊的凝固结晶特性,能以小时为单位,长时间保持熔融状态,显示出非常缓慢的凝固速率。BFFO熔融液相密度为1.659g/cm^(3)(95°C),自然凝固体积收缩率为11.3%。其凝固缺陷集中于药柱顶部补缩区,成型部分整体均匀致密,凝固成型密度1.774g/cm^(3),达到理论密度的94.9%,显示出良好的熔铸凝固成型性能。相比DNTF,BFFO的熔融峰温降低24.8°C,具有更好的熔融工艺性;分解峰温提高62.6°C且分解过程相对缓和,具有更优的热安定性。BFFO的凝固速率显著低于DNTF,具有更好的凝固补缩性能,可以降低铸件的内部缺陷,使凝固成型相对密度较DNTF提高7.8%。

摘要： 钛酸锂(LTO)电池因其优良的循环寿命、倍率性能和热安全性而备受青睐,然而关于电滥用和热滥用等对其电化学性能和热安全性的影响报道较少。本文以某商用圆柱形18650钛酸锂电池为实验对象,利用电化学工作站和加速量热仪(ARC)研究了以不同倍率的电流对钛酸锂电池进行轻度过度放电的工况(0.5 C、1 C、2 C、5 C、1 C 100圈循环)下其电学性能和热安全性特征。此外还进一步采用了“top-down”方式将上述电池拆解并分离出正负极材料,并利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)从微观角度剖析电极材料结构的变化。实验结果表明:①5 C及以下倍率单次过度放电对钛酸锂电池内阻的影响可忽略,而多次过放循环会大大加速电池的老化,表现为能量保持率快速下降和内阻增加,然而其热安全性未现明显下降;②大倍率(5 C)过度放电会显著降低钛酸锂电池的热安全性,表现为自产热起始温度(T_(1))降低,同时热失控过程中最高温度(T_(3))升高。负极钛酸锂材料颗粒的部分破碎粉化,以及负极表面生成不均匀的SEI膜是导致电池过度放电后热稳定性下降的主要因素。本研究揭示了过度放电对钛酸锂电池性能和安全性的潜在危害,对其安全应用具有科学指导意义。

摘要： 分析了国内外关于含能材料烤燃试验和烤燃数值模拟的研究进展,主要是炸药和推进剂等烤燃试验研究成果,以及装填含能材料的弹药系统的烤燃数值模拟研究成果。结果发现,小型含能材料烤燃试验技术是目前烤燃试验开展的重点,其中烤燃过程可视化、烤燃响应程度的量化是烤燃试验的关键技术。小型烤燃试验研究结合烤燃数值模拟是评估弹药系统热安全性的重要方法。针对烤燃数值模型的完善(热-机械-化学耦合烤燃模型)是未来的发展趋势。

摘要： 目的 研究圆孔装药固体火箭发动机的慢速烤燃特性。方法 针对装填高能推进剂的固体火箭发动机,建立了二维瞬态慢速烤燃模型。其中AP/HTPB推进剂的化学动力学模型为两步总包反应模型。在升温速率分别为3.6、7.2、10.8 K/h的工况下,进行固体火箭发动机的烤燃数值模拟,并具体分析慢速烤燃工况下固体火箭发动机的传热特性和烤燃着火特性。结果 3种慢速烤燃工况(3.6、7.2、10.8K/h)对应的着火响应时间分别为30.96、22.19、18.70 h,着火温度分别为518.84、518.85、519.59 K。随着慢速升温速率的提高,烤燃着火中心向推进剂外壁面和右侧端面移动,着火区域由椭圆形变为半椭圆形。结论 在圆孔装药的固体火箭发动机的慢速烤燃过程中,前期主导推进剂温度变化的是外界热传导,后期则是由推进剂的自热反应主导。

摘要： 含能材料,指能迅速释放大量能量并对外做功的物质,其特点是具有爆炸性、爆燃性或经过特定激发条件会高速率、高输出释放大量能量。兵器科学领域常见的含能材料有:炸药、发射药、推进剂、火工品等,这些含能材料及其弹药在运输和存储过程中可能受到热激励作用,如:弹药贮存过程中因散热不良引起环境温度升高;油料、化学物品燃烧产生的高温气体、热辐射;车辆、舰船等运载工具发生火灾时使弹药受到火焰直接烘烤等典型热环境。在上述条件下,弹药受到热载荷作用,引起弹药温度升高,最终发生燃烧乃至爆炸反应,将会引发安全事故,造成非常严重的损失。

摘要： 研究使用3种高镍三元正极材料[Li(Ni_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1))O_(2)(NCM811)、Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn 0.3)O_(2)(NCM523)和Li(Ni_(0.8)Co_(0.1)5 Al_(0.5))O_(2)(NCA)]的锂离子电池在100%荷电状态(SOC)状态下的热失控特征参数。进行3组重复性实验,对比自产热起始温度θ_(1)、热失控触发温度θ_(2)、热失控最高温度θ_(3)及相同温度点的升温速率。NCM811和NCM523电池的平均θ_(1)比NCA电池(82.15°C)分别高18.78°C和12.19°C,NCM523和NCA电池的平均θ_(2)比NCM811电池(148.75°C)分别高11.42°C和3.08°C,NCM811和NCA电池的平均θ_(3)比NCM523电池(560.18°C)分别高84.80°C和74.82°C,NCM811和NCA电池的最大升温速率平均值比NCM523电池(387.27°C/min)分别高176.13°C/min和143.85°C/min。NCM523电池的热安全性最高,NCM811电池和NCA电池的热安全性相近。

摘要： 针对某型四组元HTPB推进剂的热分解特性,运用微分法和积分法对差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)试验数据进行了计算。运用Malek法对该型四组元HTPB推进剂的热分解试验数据进行分析,推导出了该型推进剂热分解的最概然机理函数。计算结果表明:该型推进剂的热爆炸临界温度T_(b)=206.59°C,自加速分解温度T_(SADT)=204.86°C,推进剂的指前因子A=5.645×10^(17),推进剂活化能约在(187.30~205.51)×10^(3) J·mol^(-1);该型推进剂热分解反应是一个连续分阶段的自催化n级反应,n=2,拟合计算得到推进剂的动力学方程分别为:dα/dt=3.38×10^(5)(0.179-1.041α+2.593α^(2)-1.792α^(3))/T^(2);推进剂热安全性和热安定性较为良好,但是RDX的加入一定程度上会降低推进剂的热安全性和热安定性。

摘要： 为了对氟橡胶包覆的多氨基多硝基吡啶氮氧化合物的热安全性进行研究,使用氟橡胶(F_(2311)),通过溶液-悬浮-蒸馏的方法对2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(TANPyO)进行包覆处理,制得TANPyO/F_(2311)造型粉。使用扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)仪对包覆前、后的TANPyO进行对比研究。使用热重和差示扫描量热(TG-DSC)分析仪对TANPyO/F_(2311)造型粉的热分解行为进行研究。使用Ozawa法、Kissinger法等对TANPyO/F_(2311)造型粉的热分解动力学参数进行计算,而后再求得TANPyO/F_(2311)的热点火温度T_(be)、自加速分解温度T_(be)、热爆炸临界温度T_(be)等数据,并对半径为1 m的球状TANPyO/F_(2311)造型粉在不同超临界环境温度下的延滞期进行计算。实验及计算结果表明:作为一种典型的多氨基多硝基吡啶氮氧类化合物,TANPyO经氟橡胶包覆后,T_(be)为575.54 K,T_(be)为566.07 K,T_(be)为614.03 K,热安全性高,具有较好的耐热性能。

摘要： 以122mm和152mm口径的金属药筒装药为研究对象,开展了不同热通量的热冲击下发射药热安全性的实验研究.本文以石膏粉替代发射药,即简化为不考虑发射药自热的情况.实验结果表明122mm口径的金属药筒装药在热通量大于5.08的热冲击下,靠近壁面的发射药能够达到热点火温度210°C,而152mm口径的金属药筒装药在热通量大于9.98的热冲击下,靠近壁面的发射药能够达到热点火温度210°C.随着热通量的增加,发射药到达热点火温度的时间减少.

摘要： 通过升温速率3.3°C/h、5°C/min及恒温3种热烤试验,对新设计的全BNCP激光起爆器进行热安全性研究,结果表明,新研制BNCP激光起爆器在3.3°C/h升温速率下具备很好的安全性,而在升温速率5°C/min的慢烤试验中,在接近BNCP热分解温度时会发生爆炸,通过恒温热烤试验得到了起爆器安全温度上限是227°C,但是227°C恒温热烤后起爆器的不能被激光可靠点火.

摘要： 采用SDT2960型热分析仪,测得了两种含铝乳化炸药在三种升温速率下热分解TG-DSC曲线,结果表明:试样热分解反应主要包括失水和快速燃烧两个过程.采用DSC峰值温度与初始温度差△T表征热分解反应加速趋势,相同铝粉含量时,升温速率越大,△T越大,则其热分解加速趋势越小;相同升温速率下,铝粉含量越大,ΔT越小,则其热分解加速趋势越大,表现为铝粉对乳化炸药热分解有促进作用.含铝乳化炸药在正常生产和使用过程中具有较高的热安全性.

摘要： 本文通过研究,建立了一种用于不敏感传爆药热安全性评价的超小型烤燃试验方法,并对反应级别的判定方法进行了研究.应用该试验方法,对基于FOX-7和LLM-105的两种PBX炸药的热安全性进行了研究,并与传统的传爆药JH-14进行了对比,验证了试验方法的可行性,该试验方法可以较好的区分几种被测传爆药的反应等级.

摘要： 为研究火灾环境下弹药的热响应规律,基于中口径榴弹装药结构,对其进行合理简化并建立有限元模型.榴弹的引信传爆管装药为聚奥－9C,战斗部装药为PBXN-109.采用有限元分析软件FLUENT,对其在火灾环境下热爆炸的点火时间,点火温度以及点火位置进行计算,并分析热安全性.结果表明:榴弹在火灾环境下57.5s发生热爆炸,点火温度为615K,点火位置在战斗部装药的边角处;榴弹点火起爆时,导传爆药柱未达到自反应放热温度,是由于战斗部装药发生热化学反应而引起整弹爆炸;在火灾环境中,榴弹装药边角处是热点产生的危险区域,易发生热积累而导致爆炸.

摘要： 采用自行设计的一种球形炸药一维热爆炸试验装置,开展了三种不同配方的TATB基高聚物粘结炸药的热安全性试验.试验获得了三种PBX炸药在不同温度下的热爆炸延滞时间,拟合得到了相关的热动力学参数,并分析了试验现象和规律.结果表明,TATB/HMX基PBX-1的活化能为140.3KJ·mol-1,与HMX基PBX炸药相近,指前因子为8.04×1011s-1;TATB/Al基的PBX-2和TATB基的PBX-3的活化能分别为156KJ·mol-1和201.34KJ·mol-1,指前因子分别为3.68×1011s-1和1.39×1016s-1.三种PBX炸药中,PBX-1炸药的热安全性相对较差.温度越高,热爆炸延滞时间越短.在热爆炸临界温度以上,温度特别低和温度特别高时,TATB基的炸药反应烈度都比较低.

摘要： 快速烤燃试验是检测不敏感弹药热安全性非常重要的一项试验.然而,传统的液烃燃料油池污染环境,且试后清理繁杂.目前,新型快速烤燃装置已成为研究热点.本文利用FDS软件建立了新型快速烤燃装置仿真模型,探究了燃料喷嘴距离、丙烷流速以及风速等因素对燃烧器火场温度的影响.研究表明,喷嘴距离为0.15m时,火场平均温度最高;丙烷流速在5～10L/min时,火场平均温度最高;当风速小于0.5m/s时,对0.3m高度的火场温度无影响,当风速大于0.8m/s时,高度0.8m和1m处的火场温度几乎已无法达到800°C以上,当风速大于0.5m/s且小于0.8m/s时,临界距离随风速增加逐渐降低.

摘要： 借助于锂离子电池烤箱热滥用模型,模拟LiCoO2、LiMn2O4和LiNi0.8Co0.2O2三种不同正极材料的电池在不同温度烤箱实验下的热行为.分析不同烤箱温度下不同正极材料的锂离子电池电芯的温度变化与各个放热反应的热生成速率,发现正极材料与电解液的反应对锂离子电池安全性有决定性影响,并通过分析比较得出了三种材料的热稳定性排序:LiCoO2＜LiNi0.8Co0.2O2＜LiMn2O4.

摘要： 本文成功的制备了EVA基正温度系数(PTC)复合材料，阻温特性测试表明这种EVA基复合物具备典型正温度系数效应。我们将EVA基PTC材料与锂离子电池正极材料复合，使得复合后的正极也具有了温度开关效应，而且PTC的加入后对电极的电化学性能无不利影响，因而这种PTC复合电极技术能够用于锂离子电池，并能有效防止热失控，提高电池的热安全性能。

摘要： 为了确定通风管试验和改进的通风管试验的差异,对3种样品分别开展通风管试验和改进的通风管试验.样品1、2和3在通风管试验中都发生了剧烈的热爆炸,从点火到发生热爆炸的时间分别为28、32和66min;在改进的通风管试验中,3个样品都未发生热爆炸,样品1、2 和3从点火到发生剧烈喷射的时间分别为65、118和220min.表明通风管试验和改进的通风管试验的结果并不完全一致.

摘要： 本发明提供了电池的内部短路安全性的评价方法，所述电池包含电极组、电解质、将所述电极组和所述电解质包含在内部的外壳以及将电极组与外壳电连接的集电端子，所述电极组是将正极、负极以及将正负极电绝缘的绝缘层进行卷绕或层叠而得到的。在本发明的方法中，在电池的电极组内部的正极与负极对置的部位混入异物，用加压体的压力按压混入部，将介于正负极之间的绝缘层局部破坏而使之发生内部短路，并且上述按压时的电极组与加压体的接触面积比异物的外切四边形面积大。由此，在电池内部的任意位置进行短路试验，综合评价电池的内部短路安全性。

摘要： 提供一种验证人工智能系统安全性的有效系统。一种安全性验证系统，包括：特征量信息接收部14，其接收包含在用于进行人工智能系统的安全性验证的测试中使用的多个第一测试数据的每个第一测试数据中的、预测在该人工智能系统中使用的多个特征量的值的特征量信息；以及判断部16，其判断：第一组合，第一组合是多个特征量能够取值的组合中的、没有被包含在多个第一测试数据中的组合，或者第二组合，第二组合是多个特征量能够取值的组合中的与应当由人工智能导出的多个正确解析结果相关联的组合。

摘要： 本发明涉及具有安全性根和安全性链的功能安全性。一种数据验证器，包括：第一处理电路，该第一处理电路被配置成用于执行第一安全性操作，该第一安全性操作包括：确定表示第二处理电路因子的第一传感器数据是否满足第一验证标准；以及如果第一验证标准被满足，则执行第一安全性措施；以及如果第一验证标准未被满足，则执行第二安全性措施；第二处理电路，该第二处理电路被配置成用于执行第二安全性操作，该第二安全性操作包括：确定由第三处理逻辑根据传感器数据生成的第一值是否满足第二验证标准；以及如果第二验证标准被满足，则执行第三安全性措施；以及如果第二验证标准未被满足，则执行第四安全性措施。

摘要： 本发明提供了电池的内部短路安全性的评价方法，所述电池包含电极组、电解质、将所述电极组和所述电解质包含在内部的外壳以及将电极组与外壳电连接的集电端子，所述电极组是将正极、负极以及将正负极电绝缘的绝缘层进行卷绕或层叠而得到的。在本发明的方法中，在电池的电极组内部的正极与负极对置的部位混入异物，用加压体的压力按压混入部，将介于正负极之间的绝缘层局部破坏而使之发生内部短路，并且上述按压时的电极组与加压体的接触面积比异物的外切四边形面积大。由此，在电池内部的任意位置进行短路试验，综合评价电池的内部短路安全性。

摘要： 一种可储热且安全性高的绝缘屏蔽复合膜，由上到下依次为上层导热绝缘聚酰亚胺薄膜(10)、上导热胶层(40)、纳米储能石墨片(20)、中导热胶层(50)、下层导热绝缘聚酰亚胺薄膜(30)、下导热胶层(70)和离型膜(60)；所述纳米储能石墨片(20)包覆于所述上层导热绝缘聚酰亚胺薄膜(10)和下层导热绝缘聚酰亚胺薄膜(30)之间；所述纳米储能石墨片(20)由导电石墨片与纳米相变材料复合而成。本发明的复合膜具有良好的导热及绝缘性能、良好的屏蔽及储热功能，可有效降低电子设备的温度，延长电子设备的使用寿命。

摘要： 本发明公开了一种研究危险化学品热反应机理及安全性的方法，该方法利用实验与模拟相结合的方式，实现对危险化学品反应机理及安全性的多尺度研究。方法包括分子动力学模拟热反应机理分析、基于热质联用实验的热反应机理分析、热分解动力学研究及密闭燃烧特性分析。本发明对不同的危险化学品有较好的适用性，利用该方法，通过多种研究手段的耦合分析，可以深入了解危险化学品的热反应机理及其安全性，为其安全防护提供参考。

摘要： 本实用新型涉及储能器件换热夹套和用于提高储能器件一致性和安全性的系统，夹套设置有夹套腔，夹套腔外围的夹套壁设置有介质空腔，介质空腔设置有介质进口和介质出口，换热夹套可以套设在储能器件外部，介质空腔可以通入换热介质，对储能器件降温；提高储能器件一致性和安全性的系统包括储能器件，储能器件均套设有前述夹套，夹套的介质进口连通有介质输入管，介质出口连通有介质输出管，可以对所有系统的夹套通入低温的换热介质，让所有储能器件降温，也可以通入处于平均温度的换热介质，可以吸收高温器件的热量，释放给低温器件，促使所有储能器件温度一致，能延长寿命，提高使用性能和安全性。

摘要： 本发明公开了一种含能材料热安定性及热安全性试验装置及方法。本装置包括用于放置试管和提供恒定温度的恒温浴，以及采集试管图像信息的色彩传感器和用于控制装置工作的计算机和PLC。进行试验时开启装置，设定好温度和电机转速，将试样放入试管中，即可开始试验。本装置实现了测试人员与装置的完全隔离，保证了测试人员安全，且不受光线和测试人员人为因素的影响，使得测试结果更加准确。本装置安全实用，自动化程度高，为含能材料热安定性及热安全性测试提供了良好的试验装置。

摘要： 本发明公开了一种含能材料热安定性及热安全性试验装置及方法。本装置包括用于放置试管和提供恒定温度的恒温浴，以及采集试管图像信息的色彩传感器和用于控制装置工作的计算机和PLC。进行试验时开启装置，设定好温度和电机转速，将试样放入试管中，即可开始试验。本装置实现了测试人员与装置的完全隔离，保证了测试人员安全，且不受光线和测试人员人为因素的影响，使得测试结果更加准确。本装置安全实用，自动化程度高，为含能材料热安定性及热安全性测试提供了良好的试验装置。

摘要： 本发明提供了一种具有热安全性的高镍锂离子电池正极材料，化学通式为Li1+xNiaCobMncMTdO2；其中，0.01≤x≤0.03、0.8≤a<1、0.03≤b≤0.1、0.5≤c/b≤1、0.006≤d≤0.016且a+b+c+d＝1；MT选自Al、Zr、Si、Ti、Sr、Mg、W、Mo、P、Ta、Ce、Nb、Mn、Y和F中的一种或多种；所述高镍锂离子电池正极材料为球形颗粒，热稳定元素MT由球形颗粒表面至球形颗粒内部呈现出降低的水平；所述高镍锂离子电池正极材料表面有一种或多种两性元素的化合物包覆。本发明提供的高镍锂离子电池正极材料热分解温度高，掺杂元素对球形颗粒内部晶体结构的有害效果较低，放电容量高。