基于超臨界流體發(fā)泡技術(shù)微孔可燃藥筒的制備與性能研究.pdf

1、可燃藥筒是一種由可燃材料制成的，射擊時(shí)能隨同裝藥完全燃燒，并為彈丸的發(fā)射提供一定能量的結(jié)構(gòu)特殊的火藥?？扇妓幫驳闹圃旃に嚨暮诵膯?wèn)題是工藝過(guò)程能否賦予可燃藥筒疏松多孔性的物理結(jié)構(gòu)，因此，制定合理的制備工藝是保證可燃藥筒具有良好的燃燒性能的前提條件。本論文對(duì)基于超臨界流體技術(shù)微孔可燃藥筒成型工藝進(jìn)行了探索性研究，并對(duì)分析研究了微孔可燃藥筒的相關(guān)性能，主要內(nèi)容如下:
　　在可燃藥筒的配方設(shè)計(jì)中，提出以耐熱炸藥作為含能組分，聚合物為惰性粘

2、結(jié)劑的配方體系。通過(guò)對(duì)耐熱炸藥的對(duì)比分析，同時(shí)從實(shí)際出發(fā)，進(jìn)行價(jià)格比較，最后選擇以RDX作為配方研究階段的含能組分。通過(guò)對(duì)工藝路線(xiàn)的選擇，并結(jié)合可燃藥筒中含有大量的耐熱炸藥的特點(diǎn)，提出了沿襲溶劑法工藝路線(xiàn)是較為現(xiàn)實(shí)的制備途徑，根據(jù)粘結(jié)劑的加工性能和發(fā)泡性能，最終選擇聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和醋酸纖維素(CA)作為惰性粘結(jié)劑。
　　論文建立了微孔可燃藥筒的溶劑法模壓成型-超臨界二氧化碳發(fā)泡的制備工藝路線(xiàn)，設(shè)計(jì)制造了相關(guān)模具，并通

3、過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了溶劑法模壓工藝中的溶劑比、成型壓力及驅(qū)溶方法等。根據(jù)不同粘結(jié)劑的特點(diǎn)，確定了不同配方可燃藥筒坯體的發(fā)泡方法。同時(shí)，對(duì)基礎(chǔ)配方的能量和燃燒燃盡性能進(jìn)行了初步的檢驗(yàn)分析，確定了配方中黑索今的最低含量。
　　論文采用重量法測(cè)定了超臨界二氧化碳在藥筒中的吸收量及擴(kuò)散系數(shù)，研究了工藝條件對(duì)超臨界CO2在可燃藥筒中吸收量與擴(kuò)散行為的影響規(guī)律。研究了可燃藥筒中微孔成核和泡孔長(zhǎng)大過(guò)程，分析研究了高固含量可燃藥筒材料發(fā)泡時(shí)均相成核與異相

4、成核的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。確定了PMMA基和CA基藥筒材料的發(fā)泡條件，分別研究了快速降壓法和分步升溫法中工藝條件對(duì)泡孔形貌的影響，獲得了微孔可燃藥筒泡孔形貌的控制方法。
　　論文分析了可燃藥筒材料的熱分解過(guò)程，結(jié)果表明可燃藥筒的熱分解是多段進(jìn)行的;采用中止試驗(yàn)研究了微孔可燃藥筒燃燒的表面特性，結(jié)果表明可燃藥簡(jiǎn)燃燒并不符合平行層燃燒，最后采用密閉爆發(fā)器實(shí)驗(yàn)研究了可燃藥筒的定容燃燒特性，同時(shí)研究了快速降壓法和分步升溫法中工藝條件對(duì)微孔可燃藥筒燃

5、燒性能的影響，從而獲得微孔可燃藥筒材料燃燒性能的控制方法。
　　論文為了對(duì)藥筒的形狀、表面和孔隙率進(jìn)行有效控制，設(shè)計(jì)了可燃藥筒受限發(fā)泡工藝，并設(shè)計(jì)制造了結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便的發(fā)泡模具，研究了受限發(fā)泡中的發(fā)泡倍率以及工藝條件對(duì)可燃藥筒泡孔形貌的影響;總結(jié)了溶劑法成型-超臨界流體發(fā)泡工藝制備微孔可燃藥筒過(guò)程中的問(wèn)題并提出了相應(yīng)的解決方法;利用密閉爆發(fā)器研究了受限發(fā)泡過(guò)程中發(fā)泡倍率和工藝條件對(duì)可燃藥筒燃燒性能的影響規(guī)律;研究了點(diǎn)火壓力、裝