超多孔发射药包覆工艺及燃烧性能研究

• 作 者: 沈万武
• 出 处: 南京理工大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 超多孔发射药 包覆 燃烧性能 燃烧渐增性

为了进一步提高发射药的燃烧渐增性,获得更好的弹道性能,本文设计了一种高燃烧渐增性的超多孔包覆发射药包覆结构,并建立了其燃烧数学模型。针对超多孔发射药颗粒大、外表结构复杂、包覆处理易出现包覆层厚度不均等难点,通过主要工艺参数优化研究,使用转鼓包覆法制备出包覆质量合格的超多孔包覆硝基胍发射药。采用三维视频显微镜与扫描电子显微镜研究了包覆层的微观结构、厚度及其均匀性,结合定容燃烧渐增性指标综合评判并优选出最佳工艺参数。采用差示扫描量热仪对包覆层材料安定性及其与基药相容性进行研究。通过密闭爆发器实验进行以下研究:不同二氧化钛（TiO₂）含量包覆材料发射药的阻燃规律;单孔、19孔、超多孔发射药的燃烧性能;不同包覆层厚度的超多孔包覆发射药单独装药及其与超多孔基药混合装药（1:1）的燃烧性能。燃面分析发现超多孔包覆发射药的分裂瞬间是其起始燃面的3.32倍,燃面渐增性有较大提高（如未包覆19孔药为1.67倍,未包覆超多孔药为2.39倍）。证明了对超多孔药进行包覆处理提高渐增性的技术可行性。包覆层材料与硝基胍发射药混合体系为1级相容,混合体系T_p0为186.08℃,表明超多孔包覆药在储存与使用环境下安定性较好。密爆实验表明:TiO₂使包覆层燃速降低,阻燃效果随着TiO₂含量的增多而提高。超多孔药的P_r值相比19孔药在常温、低温、高温条件下增幅分别达到24.1%、69.9%、28.5%,渐增性有很大提升。包覆药单独装药时,包覆层质量分数为18%的超多孔包覆药相比超多孔药在常温、低温、高温条件下ΔL值分别提高369%、231%、197%,这说明超多孔发射药经包覆处理后的燃烧渐增性有明显提升。对不同包覆层厚度超多孔包覆发射药进行1:1混合装药,发现加入包覆药的t_m相比基药延长,且延长时间随包覆层厚度增大而增加。在包覆层厚度为8%时其燃烧渐增性最佳,可见燃烧渐增性与包覆层厚度不成正比,需根据实际弹道性能要求选择合适的包覆层厚度。