论文题目: 低温感发射药包覆层、包覆界面特性研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 堵平
导师: 王泽山
关键词: 低温感,包覆层,界面,阻燃,模拟,机理,钝感
文献来源: 南京理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文对低温感包覆发射药和高分子钝感发射药的包覆层及界面特性进行了理论和实验研究。从理论上说明了低温感装药技术的原理以及包覆层、界面特性对实现这一技术的重要性。通过制膜的方法对包覆药的内外层性能进行了详细的模拟研究，设计了一套用于检测破孔率的装置和方法，并提出模型来模拟包覆层在纯机械作用下的破孔过程。研究了包覆内外层在不同温度下的力学及燃烧性能，从理论上计算出包覆层的强度，并与实际进行了比较。提出了用界面处理剂来增加高氮量单基药包覆层与基药粘结强度的方法，进行火炮射击试验得出了有效的结论，并结合高聚物断裂力学的理论，研究了包覆层的破孔和低温感机理。探讨了包覆层外层的阻燃机理，综合提出了包覆层的燃烧破孔过程模型，模拟与实验结果具有较好的一致性。研究了二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA)的聚合过程、以及单基发射药用高分子材料PEDMA进行钝感后的包覆层与基药的界面特性，提出了该类型发射药的低温感机理。研究结果对深入理解包覆药的低温感机理及控制包覆药质量有积极的指导意义。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
目录
主要符号表
1 前言
1.1 本课题研究的背景
1.2 发射药包覆研究的状况
1.2.1 国外的研究状况
1.2.2 国内的研究现状
1.3 本课题的研究工作
2 发射药包覆的理论基础及应用
2.1 发射装药温度系数的概念
2.2 形成弹道温度系数的原因
2.2.1 火炮经典内弹道方程组
2.2.2 内弹道方程组的分析求解及温度系数的形成
2.3 降低火炮温度系数的原理和方法
2.3.1 基本原理
2.3.2 技术方法及应用
3 包覆药药膜及包覆层粘结强度的研究
3.1 太根发射药简介
3.2 低温度系数太根发射药包覆药的制造及分析
3.2.1 典型的太根发射药配方
3.2.1.1 基药
3.2.1.2 包覆药
3.2.2 包覆工艺
3.2.2.1 包覆剂的配制
3.2.2.2 包覆工艺流程
3.2.2.3 包覆过程和条件
3.2.3 包覆药的质量控制
3.2.3.1 实际包覆量的确定
3.2.3.2 药型与长径比对包覆厚度的影响
3.2.3.3 加料速度的一致性
3.3 太根包覆药药膜的制备
3.3.1 制备药膜的目的和意义
3.3.2 太根包覆药药膜的制备方法
3.3.2.1 制膜用器具及材料
3.3.2.2 实验操作
3.3.2.3 制膜方法探讨
3.4 太根包覆药药膜的研究
3.4.1 研究思路的提出
3.4.2 实验装置设计制作
3.4.3 研究包覆药膜破孔行为的实验方案确定
3.4.4 太根药膜破孔率与各种因素的关系
3.4.4.1 破孔率与温度的关系
3.4.4.2 破孔率与压力的关系
3.4.4.3 破孔率与药膜厚度的关系
3.4.4.4 破孔率与模具孔径的关系
3.4.4.5 破孔率与药膜成分的关系
3.4.5 太根药膜破孔过程的研究
3.4.5.1 低温感包覆火药破孔过程的简要描述
3.4.5.2 太根药包覆层的设计原理和强度研究
3.4.5.3 药膜破孔过程的力学模型
3.5 包覆药内外层间及包覆层与基药间的界面特性
3.5.1 包覆药内外层间界面的微观粘结机理
3.5.2 包覆药内外层间界面的微观模型
3.5.3 包覆药内外层及包覆层与基药间的粘接强度及提高
3.5.3.1 实验部分
3.5.3.2 结果与讨论
3.5.3.3 中止、定容燃烧及火炮射击试验结果
3.6 本章小结
4 包覆药内外层的力学性能研究
4.1 太根药强度的理论计算
4.1.1 化学键的强度
4.1.2 分子间力(范德华力、氢键)的强度
4.1.3 估算理论强度的经验公式
4.1.4 加入含能增塑剂后发射药强度的变化规律
4.1.5 太根药理论计算强度与实际强度的比较
4.2 太根包覆药内外层在不同温度下的强度变化规律
4.2.1 不同温度下包覆药内外层的拉伸强度
4.2.1.1 试剂与仪器
4.2.1.2 实验方法
4.2.1.3 实验结果
4.2.2 不同温度下包覆药内外层的压缩强度
4.2.2.1 试剂与仪器
4.2.2.2 实验方法
4.2.2.3 实验结果
4.2.3 不同温度下包覆药内外层的冲击强度
4.2.3.1 试剂与仪器
4.2.3.2 实验方法
4.2.3.3 实验结果
4.3 太根包覆药内外层的热膨胀特性
4.3.1 概述
4.3.2 太根发射药线膨胀系数的测定
4.3.2.1 试剂与仪器
4.3.2.2 实验方法
4.3.2.3 实验结果
4.3.3 二氧化钛线膨胀系数的测定
4.3.3.1 试剂与仪器
4.3.3.2 实验方法
4.3.3.3 实验结果
4.4 用高聚物断裂理论解释低温感包覆药的破孔机理
4.4.1 高聚物断裂力学简介
4.4.2 高聚物材料的脆性断裂和韧性断裂
4.4.3 不同温度下发射药力学性能的微观解释
4.4.3.1 实验部分
4.4.3.2 结果与讨论
4.4.4 太根包覆药的破孔断裂机理
4.5 本章小结
5 包覆药阻燃钝感、燃烧及破孔动力学模型
5.1 二氧化钛在包覆药表层的阻燃机理研究
5.1.1 阻燃技术的发展及其在高聚物中的应用简介
5.1.2 阻燃剂在高聚物中的阻燃机理
5.1.2.1 阻燃技术概述
5.1.2.2 气相阻燃机理
5.1.2.3 凝聚相阻燃机理
5.1.2.4 固体填料的表面覆盖机理
5.1.3 二氧化钛及其在太根包覆药膜中的分散研究
5.1.3.1 二氧化钛简介
5.1.3.2 二氧化钛粒度分布测定
5.1.3.3 二氧化钛在包覆药膜中的分散
5.1.4 二氧化钛对太根药的阻燃机理研究
5.1.4.1 阻燃太根药与非阻燃太根药的DTA分析
5.1.4.2 阻燃太根药与非阻燃太根药的定容燃烧试验
5.2 太根包覆药燃烧时单个内孔的破孔模型
5.2.1 研究概述
5.2.2 燃气产生的压力对破孔的作用(机械作用)
5.2.3 考虑燃烧使包覆层变薄对破孔的作用
5.2.4 模拟计算
5.3 从整体角度来考虑太根包覆药的燃烧破孔
5.3.1 包覆药厚度的分布
5.3.2 不同温度下包覆药破孔压力的变化规律
5.3.3 包覆药破孔过程中燃面变化的规律
5.3.4 模拟计算
5.4 本章小结
6 高分子涂覆发射药及界面特性研究
6.1 高分子涂覆发射药简介
6.2 PEDMA的聚合过程研究
6.2.1 EDMA单体性能
6.2.2 PEDMA的聚合原理
6.2.3 不同反应条件对PEDMA聚合的影响
6.2.3.1 聚合方式
6.2.3.2 反应温度
6.2.3.3 引发剂品种及用量
6.2.3.4 反应界面
6.3 PEDMA的性能研究
6.3.1 PEDMA的力学性能
6.3.1.1 PEDMA的玻璃化温度
6.3.1.2 PEDMA的抗压性能
6.3.1.3 PEDMA的抗冲性能
6.3.2 PEDMA的热膨胀性能
6.3.3 PEDMA的热性能
6.4 用PEDMA涂覆单基药的性能
6.4.1 高分子涂覆单基药的原理
6.4.2 用PEDMA涂覆单基药后的燃烧性能
6.4.3 用PEDMA涂覆单基药后的弹道性能
6.4.4 用PEDMA涂覆单基药后的其它性能
6.5 PEDMA与单基药的界面特性及低温感机理
6.5.1 PEDMA的聚集状态及其与单基药的结合状态
6.5.1.1 实验方法
6.5.1.2 实验结果及分析
6.5.2 PEDMA与单基药的涂覆界面特性
6.5.3 PEDMA涂覆单基药的低温感机理
6.6 本章小结
结论
致谢
参考文献
发布时间: 2006-12-06
参考文献
- [1].废弃火炸药制造小粒药和民用特种炸药的研究[D]. 蔡升.南京理工大学2003
- [2].高能量高强度发射药研究[D]. 徐皖育.南京理工大学2006
- [3].一种新型发射药燃烧性能测试和内弹道数值计算方法研究[D]. 赵军.南京理工大学2011
- [4].超临界流体在结构微孔发射药中的制备及应用研究[D]. 薛奡炜.南京理工大学2012
- [5].高燃速发射药及其燃烧性能研究[D]. 李玉祥.南京理工大学2015
- [6].基于含能热塑性弹性体的高能发射药研究[D]. 李宁.南京理工大学2013
- [7].典型爆炸性危险化学品热分解特性及过渡态金属化合物对其影响研究[D]. 郭耸.中国科学技术大学2009
- [8].散体系统破碎动力学研究[D]. 姜世平.南京理工大学2011
- [9].高增面性大弧厚硝基胍发射药工艺技术研究[D]. 韩博.南京理工大学2009
- [10].一步法微气孔球扁药成孔机理、燃烧性能及应用研究[D]. 郭长平.南京理工大学2013
相关论文
- [1].一种新型发射药燃烧性能测试和内弹道数值计算方法研究[D]. 赵军.南京理工大学2011
- [2].高增面性大弧厚硝基胍发射药工艺技术研究[D]. 韩博.南京理工大学2009
- [3].低温感硝胺发射药的研究及弹道模拟[D]. 史先扬.南京理工大学2002
- [4].废弃火炸药制造小粒药和民用特种炸药的研究[D]. 蔡升.南京理工大学2003
- [5].低易损性发射药性能研究[D]. 廖昕.南京理工大学2004
- [6].炸药装药结构的易损性研究[D]. 杨慧群.南京理工大学2005
- [7].高能发射药的力学性能和刚性模块装药研究[D]. 赵毅.南京理工大学2004
- [8].高能量高强度发射药研究[D]. 徐皖育.南京理工大学2006
- [9].发射装药发射安全性评定方法研究[D]. 贠来峰.南京理工大学2008