基于超临界流体发泡技术微孔可燃药筒的制备与性能研究

发布时间：2017-12-02 22:24

  本文关键词：基于超临界流体发泡技术微孔可燃药筒的制备与性能研究

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【摘要】：可燃药筒是一种由可燃材料制成的,射击时能随同装药完全燃烧,并为弹丸的发射提供一定能量的结构特殊的火药。可燃药筒的制造工艺的核心问题是工艺过程能否赋予可燃药筒疏松多孔性的物理结构,因此,制定合理的制备工艺是保证可燃药筒具有良好的燃烧性能的前提条件。本论文对基于超临界流体技术微孔可燃药筒成型工艺进行了探索性研究,并对分析研究了微孔可燃药筒的相关性能,主要内容如下：在可燃药筒的配方设计中,提出以耐热炸药作为含能组分,聚合物为惰性粘结剂的配方体系。通过对耐热炸药的对比分析,同时从实际出发,进行价格比较,最后选择以RDX作为配方研究阶段的含能组分。通过对工艺路线的选择,并结合可燃药筒中含有大量的耐热炸药的特点,提出了沿袭溶剂法工艺路线是较为现实的制备途径,根据粘结剂的加工性能和发泡性能,最终选择聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和醋酸纤维素(CA)作为惰性粘结剂。论文建立了微孔可燃药筒的溶剂法模压成型-超临界二氧化碳发泡的制备工艺路线,设计制造了相关模具,并通过实验确定了溶剂法模压工艺中的溶剂比、成型压力及驱溶方法等。根据不同粘结剂的特点,确定了不同配方可燃药筒坯体的发泡方法。同时,对基础配方的能量和燃烧燃尽性能进行了初步的检验分析,确定了配方中黑索今的最低含量。论文采用重量法测定了超临界二氧化碳在药筒中的吸收量及扩散系数,研究了工艺条件对超临界C02在可燃药筒中吸收量与扩散行为的影响规律。研究了可燃药筒中微孔成核和泡孔长大过程,分析研究了高固含量可燃药筒材料发泡时均相成核与异相成核的竞争关系。确定了PMMA基和CA基药筒材料的发泡条件,分别研究了快速降压法和分步升温法中工艺条件对泡孔形貌的影响,获得了微孔可燃药筒泡孔形貌的控制方法。论文分析了可燃药筒材料的热分解过程,结果表明可燃药筒的热分解是多段进行的；采用中止试验研究了微孔可燃药筒燃烧的表面特性,结果表明可燃药筒燃烧并不符合平行层燃烧,最后采用密闭爆发器实验研究了可燃药筒的定容燃烧特性,同时研究了快速降压法和分步升温法中工艺条件对微孔可燃药筒燃烧性能的影响,从而获得微孔可燃药筒材料燃烧性能的控制方法。论文为了对药筒的形状、表面和孔隙率进行有效控制,设计了可燃药筒受限发泡工艺,并设计制造了结构紧凑、操作简便的发泡模具,研究了受限发泡中的发泡倍率以及工艺条件对可燃药筒泡孔形貌的影响；总结了溶剂法成型-超临界流体发泡工艺制备微孔可燃药筒过程中的问题并提出了相应的解决方法；利用密闭爆发器研究了受限发泡过程中发泡倍率和工艺条件对可燃药筒燃烧性能的影响规律；研究了点火压力、装填密度及可燃药筒初温的变化对微孔可燃药筒的能量释放规律的影响。论文对可燃药筒的综合性能,如热安定性、组分相容性、感度、耐热性、吸湿性和力学性能进行测试,并研究了可燃药筒的增韧改性方法。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ560.1

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 李嘉;可燃药筒燃烧规律的研究[J];兵工学报;1981年02期

2 徐文娟,庄国镇;抽滤型可燃药筒加主装药的静态试验研究[J];弹道学报;1993年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 赵成文;新型可燃药筒的制备及性能研究[D];南京理工大学;2008年

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本文编号：1246507