含RDX多相发射药力学性能研究.pdf

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1、化学推进剂与高分子材料2013年第11卷第4期ChemicalPropellants&PolymericMaterials·87·含RDX多相发射药力学性能研究刘佳，张丽华，马忠亮，萧忠良(中北大学化工与环境学院，山西太原030051)摘要：研究了一种含黑索今(RDX)的多相发射药在不同温度下的抗压、抗冲击性能，实验结果表明，随着温度升高，该多相发射药抗压性能降低，抗冲击性能提高；同时，对该多相发射药在不同温度下的亚微观结构进行了初步观察，发现温度越高，试样的亚微观界面越不明显，发射药基体与RDX颗粒结合越紧密，发射药力学性能越好。关键词：多相发射药；抗压性能；抗冲击性能；亚微观结构中图分类号

2、：TQ562文献标识码：A文章编号：1672向发射药中添加固体含能组分可提高发射药能量⋯，这种高能发射药由高分子黏结剂与固体填料混合组成，在结构上构成多相体系，黏结剂为连续相，固体填料为分散相]。多相发射药在受力过程中易产生黏结剂从固体颗粒表面剥离的现象，此现象的出现是由于高能固体颗粒的加入使黏结剂与填料颗粒之间出现了巨大界面。发射药的宏观弹性模量、压缩强度、冲击强度等力学性能发生一定改变，改变程度与黏结剂一填料界图1十九孔花边形药断面Fig．1Fracturesurfaceofgun—propellant面结构及界面作用有密切关系。withnineteenholesandlaces赵毅等人[

3、3通过表面能测试方法研究固体填十九孔花边形试样的横截面积计算公式]：料黑索今(RDX)对硝胺发射药力学性能的影响。-2S=-~--[3(4eI+)+—364~(2ej+d)通过宏观力学性能测定也可反映亚微观黏结剂一————————一—2l】(1)填料界面的状态。文中通过研究含RDX的十九孔式中：S为试样横截面积(mm)；d为孔直径(mm)；花边形发射药在不同温度下的力学性能，观察其28为弧厚(ram)。亚微观界面形态，探讨亚微观界面对多相发射药1．2多相发射药压缩实验力学性能的影响。在设定温度下，对发射药施加轴向压缩载荷，l实验部分得到载荷一形变曲线，再将坐标转换成压缩应力一研究十九孔花边形发

4、射药在一40、20、50℃应变(盯一s)曲线。用屈服压缩应力表示被测材料3种不同温度下的抗压缩性能及抗冲击性能，并的压缩强度；用对应的压缩形变表示被测材料的观察发射药的亚微观结构。压缩率，用一s曲线上起始直线部分的斜率表示1．1实验仪器与药品压缩弹性模量。WSM一10KN电子万能试验机(长春市智能仪：{丁(2)器设备有限公司)；ZW一1型落锤仪；高低温试验s：×100％(3)箱(上海市林频仪器设备有限公司)；千分尺；金H0相显微镜；十九孔花边形发射药(见图1o式中：F为实验期间某瞬间试样所受载荷(N)；S收稿日期：2013—02—27作者简介：刘佳(1987一)，女，在读硕士，研究方向为含能材

5、料亚微观界面研究。电子信箱：liujia216644@163．coin刘佳等·含RDX多相发射药力学性能研究·89·击性能下降明显。虽然低温下界面作用降低，应力集中效应增大，但在压缩过程中，填料颗粒对础高分子黏结剂体系起到增强作用，可以将应力分山蔓散传递，提高抗压强度。在常温甚至高温时，黏结剂链段自由度增大，缠绕包裹在RDX周围，界面变模糊，两相分子间作用力增强，从而表现出明显的屈服特征和良好的抗冲击性能。但目前界面亚微观结构对含RDX的多相发射药力学性能的图5不同温度下试样的应力一应变曲线影响只能通过定性分析得出一定结论，对其定量Fig．5Stress—straincurvesofsampl

6、es计算还有待于进一步研究。atdifferenttemperatures3结论由图5可知，低温下应力集中且相对较高，高温下应力变化趋缓。这是因为随着温度升高，①随着温度升高，含RDX的多相发射药抗压多相发射药模量由1061．510MPa依次降低为性能降低，抗冲击强度增加，与常规发射药力学738．278MPa、595．523MPa，屈服应力也明显降性能一致；低。产生上述现象的原因：首先，发射药试样主②在不同温度下，多相发射药两相间的亚微要成分为硝化棉大分子，为高聚物体系，其抗压观界面发生变化从而对发射药力学性能产生一定强度、抗冲击强度符合高聚物的一般规律。硝化的影响，可以从发射药微观结构人手研

7、究其对发棉玻璃化温度较高(：I80℃)，实验温度下处于射药力学性能的影响，从而为界面改性研究和功玻璃态，分子链段为冻结状态，链段刚性较大，能助剂研究提供理论依据。在外力作用下，较难发生形变，抗压强度较大，参考文献但体系脆性随温度降低而增大，抗冲击强度降低，[1】徐皖育，何卫东，王泽山．JMZ发射药力学性能研究易发生脆性破坏。在高温下大分子链段运动的自[J】．含能材料，2007，15(3)：235—