CNFs、NGEC在发射药中的应用研究

发布时间：2020-04-12 11:54

【摘要】：高能量和高强度是现代身管武器,特别是高装填密度、高膛压武器对发射药提出的要求。本文通过在高能太根发射药基础上添加少量纳米纤维素纤维(CNFs)、用纤维素甘油醚硝酸酯(NGEC)部分取代双基和硝胺发射药中硝化棉等措施,在保持发射药高能特性的同时,提高发射药力学性能。制备了不同纳米纤维素纤维(CNFs)、纤维素甘油醚硝酸酯(NGEC)含量的发射药样品,通过冲击实验、压缩实验和拉伸实验等实验,研究了 CNFs、NGEC含量对高能发射药力学性能的影响;通过密闭爆发器实验,研究了 CNFs、NGEC含量对高能发射药燃烧性能的影响,对其燃烧规律进行了分析;结合差示扫描量热(DSC)实验研究了含CNFs、NGEC高能发射药的热分解特性。研究结果表明:在实验范围内,随着CNFs含量的增加,高能太根发射药拉伸强度增加,冲击强度和压缩强度呈先增大后减小的趋势,火药力减小,燃速降低。含0.5%CNFs的高能太根发射药在低温下的冲击强度、压缩强度和拉伸强度较不含CNFs的高能太根发射药分别提高了 30.4%、8.1%和11.8%。少量CNFs的加入使高能太根发射药的分解放热峰略微提前,但总体对热分解性能影响不大。在实验范围内,随着NGEC含量的增加,双基和高能硝胺发射药的冲击强度升高,压缩强度和拉伸强度则呈下降趋势,火药力增大,燃速升高。含40%NGEC双基发射药在低温下的冲击强度、压缩强度和拉伸强度较双基发射药分别变化了 17.1%、-7.4%、-6.7%。含20%NGEC高能硝胺发射药在低温下的冲击强度、压缩强度和拉伸强度较高能硝胺发射药分别变化了 12.4%、-0.2%、-4.2%。含NGEC的双基和高能硝胺发射药的分解放热峰随着NGEC含量的增加而逐渐推迟。在含40%NGEC双基发射药基础上添加了 0.5%CNFs,力学性能提高,能量性能和燃烧性能影响较小。
【图文】：

透射电镜,纳米纤维,透射电镜

普通试剂ＣｕＯ。逡逑纳米纤维素是天然纤维经水解、酶解、机械法等手段获得的尺度在纳米级的纤维逡逑素产品［４８１。其直径一般在３０Ｍ００邋ｎｍ，比表面积很大，如图１．１所示。纯纳米纤维素逡逑的杨氏模量有１５０邋ＧＰａ左右，拉伸强度有１０邋ＧＰａ左右，是一种优异的纳米增强材料，逡逑与各种聚合物聚合制备纳米纤维素增强聚合物基复合材料具有非常好的前景逡逑王文俊等人以二氯甲烷和硝酸的混合物为硝化剂制备了能够稳定分散在丙酮中的逡逑表面硝酸酯化的改性纳米纤维素晶须（ＣＮＷ），，将改性后的ＣＮＷ与硝化纤维素混合逡逑制备成硝化纤维素纳米复合材料膜片，研究了改性ＣＮＷ的添加量对膜片拉伸性能的逡逑影响１５２１。研究表明：当改性ＣＮＷ的添加量为３．５％时，复合膜片的综合力学性能最好，逡逑其拉仲强度、拉伸模量和断裂仲长率与空白膜片相比分别提高了邋２１．７％、３２．７％以及逡逑１２３．６％。Ｚｌｉａｎｇ邋Ｙｕｎ－ｈｕａ等１５３１研宄了含ＣＮＦｓ的改性双甚推进剂的力学性能和燃烧忡逡逑能，发现加入０．２２３％ＣＮＦｓ的双基推进剂的低温拉仲强度提高了邋１８％，在压力８－丨８邋ＭＰａ逡逑下燃烧速率提高了邋２７．５％。崔小月％研究了以０．５７％的纳米纤维素纤维部分取代硝胺逡逑发射药１１１的硝化拙，与空白发射药相比，含ＣＮ邋Ｆｓ} 胺发射药低温冲击强度山６．９１邋ｋＪ／ｍ２逡逑提高到７．８９邋Ｕ／ｍ２

成丝,分散液,太根,高速搅拌

切割后的实验药柱放入水浴烘箱（５０°Ｃ）中驱溶７邋ｄ，得到含ＣＮＦｓ高能太根发射逡逑药样品。逡逑含ＣＮＦｓ高能太根发射药制备的工艺流程如图３．１所示。逡逑基础吸收药粉逦ＣＮＦｓ分散液（高固含量）逡逑加水分散盘逡逑＿逦．．逦加水稀释逡逑高速搅拌逡逑逦Ｉ逦邋邋％逦逡逑基础吸收药粉分散液逦ＣＮＦｓ稀分散液逡逑超声逡逑继续高速搅拌逦邋｜逦逡逑＾逦超声处理后的ＣＮＦｓ分散液逡逑缓慢加入逦逦逦逦逡逑Ｖ逡逑混合分散液逡逑烘至剩余少量水分逡逑逦５逦逡逑含有少量水分的含ＣＮＦｓ发射逡逑药吸收药
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ562

【参考文献】