摘要:为探究改性双基推进剂的热安全特性，采用差示扫描量热法（DSC）对黑索今（RDX）含量分别为0，18%，46%和54.6%的改性双基推进剂的热分解行为进行了研究，得到了升温速率2，5，10 ℃·min^-1和20 ℃·min^-1下的热分解温度。通过热反应动力学分析计算了其表观活化能、指前因子、反应速率、吉布斯自由能、活化焓及活化熵，分析了RDX含量对双基组分及表观活化能的影响规律。通过慢速烤燃和5 s爆发点试验得到不同RDX含量改性双基推进剂的响应特性。结果表明，配方中RDX含量为18%时，表观活化能最大，慢速烤燃和5 s爆发点响应温度和响应剧烈程度最低；随着RDX含量的增加，DSC第一分解峰温后移，表观活化能降低，双基推进剂的慢速烤燃响应温度向高温方向移动，体系热敏感性降低，但响应等级随之提升；当RDX含量在46%及以上时，响应等级为爆炸，不能通过慢速烤燃试验考核；5 s爆发点温度随着RDX含量的增加向高温方向移动，且上升趋势较为明显，改性双基推进剂的热安定性有所提升。

摘要:与仅含叠氮基（─N₃）的增塑剂相比，含多种能量基的叠氮增塑剂往往具有更大的密度、更高的氧平衡、更突出的能量性能等，能赋予推进剂更大的比冲和更好的燃烧性能，成为该领域的研究热点。然而如何在分子层面精准调控结构中微观能量基的种类、数量及其区域分布位置等重要参数，成为设计合成高能量密度、钝感、低玻璃化转变温度、高热稳定性、高氧平衡含能增塑剂的关键。为此综述了自20世纪七十年代末报道的含硝基（─C─NO₂）、硝酸酯基（─O─NO₂）、硝胺基（─N─NO₂）、氟胺基（─NF₂）以及呋咱基（1，2，5-噁二唑基）5种叠氮增塑剂在分子设计、合成、性能表征及推进剂应用研究方面的进展，梳理了研究中存在的问题及不足，给出了合成综合性能优良的多种能量基叠氮增塑剂的几点建议，并指出含─C─NO₂和─N─NO₂叠氮增塑剂是兼顾分子性能和合成难度的潜在研究方向，以期为从事该领域工作的科研人员提供些许借鉴和参考。

摘要:以四氢呋喃共聚醚（PET）基高能固体推进剂为研究对象，设计了以定型助剂改性的PET/硝酸酯（NG/BTTN）为黏合剂体系，高氯酸铵（AP）为固体填料，多官能团脂肪族异氰酸酯（N-100）为固化剂的3D打印推进剂配方。对定型助剂MS在25 ℃条件下的定型效果、与各组分的相容性以及25，35，45，55 ℃温度下的流变特性开展了研究，通过仿真模拟确定了温度、喷头直径、压力等3D打印工艺参数的合理范围。结果表明MS与推进剂中与PET/NG/BTTN、AP的相容性较好，并在一定程度上提升了推进剂的安全性能，药浆具有温敏特性，可在25 ℃达到良好的定型效果，在温度50 ℃、喷头直径1.2 mm、压力11 kPa的打印参数下，实际打印速率为8 mm·s^-1，首次实现了PET基高能固体推进剂3D打印成型。

摘要:电控固体推进剂（electrically controlled solid propellant，ECSP）具有多次点火和燃速可控的特性，可广泛应用于从微观到宏观的推进系统。本文总结了国内外以硝酸铵、硝酸羟胺和高氯酸盐为氧化剂的ECSP的研究概况，重点综述了硝酸羟胺基ECSP和高氯酸盐基ECSP点火、燃烧及熄灭特性的研究进展，分析了电压、压强以及金属添加剂对ECSP燃速调节的影响规律，并讨论了电能在ECSP点火和燃烧过程的作用机制。同时为未来深入研究ECSP点火、燃烧及熄灭机理提出参考建议：开展ECSP固相和气相化学反应机理研究，建立点火、燃烧及熄灭模型和反应机理框架；系统研究电极排布和电极构型对ECSP燃烧效率的影响以及ECSP配方与导电性能之间的关系，寻求改善电极和推进剂界面电阻的方法。优选高性能ECSP配方，完善ECSP燃烧反应机理及燃速调节机制，提高ECSP压强阈值，是电控固体火箭发动机设计、应用和性能调控的关键。

摘要:为探究新型硝酸羟胺（HAN）基液体推进剂EMP-01液滴点火特性，搭建了通过将液滴静置在半球形凹槽内并插入电极的液滴电点火实验平台，在液滴直径6.5 mm、电极间距0.5 mm、电压加载速率为86.31 V∙s^-1的工况下，研究了EMP-01液滴的电点火燃烧特性，确定了着火延迟时间；同时，不改变液滴直径以及电极间距，研究了电压加载速率为34.20~246.37 V∙s^-1时液滴着火延迟时间与燃烧过程的变化规律。结果表明，电点火燃烧中，EMP-01液滴分依次经历为加热、热分解、燃烧3个阶段，并且在热分解阶段会产生周期性的膨胀收缩。电压加载速率为34.20 V∙s^-1时，EMP-01液滴无法成功点火；电压加载速率为49.49~246.37 V∙s^-1时，随着电压加载速率增加，EMP-01液滴着火延迟时间不断减小，且减小速率逐渐变缓。

摘要:在液体燃料中添加高能固体硼粉是提高燃料能量密度的一种有效途径，但未经修饰的硼粉会急剧加大液体燃料体系的表观黏度，因而提高硼粉添加量的同时防止表观黏度的急剧增大，是当前固液复合燃料亟需解决的问题。为此，研究采用4种有机硅烷（丙基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷和十六烷基三甲氧基硅烷）对硼粉进行表面修饰，并通过扫描电镜（SEM）、接触角测定、X射线衍射（XRD）、动态激光散射（DLS）粒径分析、热重（TG）等对其进行了表征，研究了有机硅烷修饰硼/JP-10复合燃料的流变性能，考察了温度对有机硅烷修饰硼/JP-10复合燃料流变性能的影响。结果表明：有机硅烷修饰可去除硼粉表面的硼酸，硼粉表面特性从亲水性转变为疏水性；修饰硼中有机硅烷的含量低于1.5%，对硼粉热值影响不大；有机硅烷修饰硼添加到JP-10燃料中，当硼含量高达50%时，在25 ℃、剪切速率为100 s^-1的条件下，表观黏度低于0.3 Pa·s，具有良好的流动性。在其它条件相同的情况下，复合燃料表观黏度大小与有机硅烷侧链烷基长短有关：丙基>辛基≈十二烷基≈十六烷基。有机硅烷修饰硼/JP-10复合燃料具有剪切变稀的特性，表观黏度与剪切速率之间的定量关系符合幂律型方程。温度对有机硅烷修饰硼/JP-10复合燃料的表观黏度有显著影响，两者的定量关系符合阿伦尼乌斯方程，且剪切活化能随有机硅烷侧链烷基长度的增加而增大。

摘要:固体火箭发动机技术的发展对现有的包覆层生产技术提出了新的挑战，采用热固性树脂作为基体，结合连续自动化包覆技术，可快速得到成型完整、性能优异的包覆层，是近年来较为热门的包覆层生产方法。本研究分析了不饱和聚酯（UPR）包覆层的流动性和浇注条件，通过在Fontana-Kiuna模型基础上引入指数函数，得到匹配的化学流变模型，建立了UPR固化时粘度与时间、温度的函数关系，得到了适合包覆层浇注操作的温度；以Bird-Carreau幂律方程建立UPR流体的本构方程，使用Polyflow软件在前述温度下对恒速模式和恒压模式下UPR包覆层的浇注过程进行模拟，分析了浇注速率、浇注压力对充填完整性的影响，预测了包覆层的填充体积分数分布、流动速率分布和熔接线位置。结果表明，为了保证UPR包覆层浇注完整，浇注温度应该在35 ℃以下，浇注压力应大于1 MPa，入口流速应大于150 mm³·s^-1且小于175 mm³·s^-1。

摘要:高能量密度碳氢燃料是重要的航天航空动力源，其主要发展方向是高能化和绿色化，尤其是在低碳和可持续发展的要求下，发展高能碳氢燃料的绿色合成工艺已成为必然。本文总结了高能碳氢燃料合成技术绿色化的研究进展，包括：通过改进合成路线或者使用固体酸、离子液体等绿色催化剂，对经典高能燃料JP-10（挂式四氢双环戊二烯）、金刚烷传统合成工艺进行绿色化改进；从合成原料绿色化的角度，以萜烯和木质纤维素及其衍生物为原料合成生物基高能绿色燃料，研发生物基RJ-4（桥式和挂式四氢二甲基双环戊二烯混合物）和JP-10等替代燃料；从合成工艺绿色化的角度，采用光催化技术实现张力结构燃料和多环结构燃料的绿色合成。最后对国内外该领域阶段性的成果进行了总结，并展望了高能碳氢燃料绿色合成工艺的发展方向和面临挑战。

摘要:为提高六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）合成过程中氢解脱苄催化剂的活性、降低贵金属Pd用量，本研究以葡萄糖酸钠为原料采用球磨/碳化方法制备了炭载体，实验主要探索了葡萄糖酸钠的碳化温度、升温速率及助剂等因素对炭载体结构及相应氢氧化钯碳（Pd（OH）₂/C）催化剂在六苄基六氮杂异伍兹烷（HBIW）和四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷（TADB）氢解脱苄反应中催化活性的影响。采用氮气等温吸附（BET）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X-射线粉末衍射（XRD）、元素分析及程序升温脱附（TPD）对炭载体的孔结构、颗粒形貌、晶相结构、化学组成及表面化学性质进行了表征。结果表明：以葡萄糖酸钠为原料制备炭载体的较佳碳化温度为700 ℃，升温速率为10 ℃·min^-1，引入助剂NaHCO₃可调变葡萄糖酸钠碳化过程中的膨化程度。在此优化条件下制备的炭载体具有丰富多级孔结构和适量的表面含氧官能团，相应Pd（OH）₂/C催化剂在HBIW和TADB氢解脱苄反应中显示出优异催化活性。

摘要:为研究吸收系数对激光烧蚀二硝酰胺铵（ADN）-丙酮基液体推进剂的推进性能的影响，将ADN液体工质在0~80%区间内，按照10%为等比例间距，与吸收剂充分混合构成不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂。利用近红外光谱仪测量装置对不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂的吸收系数进行测量与计算；在激光能量60 mJ，液膜厚度300 μm的工况下，利用高精度扭摆对激光烧蚀不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂所产生的冲量进行测量。实验结果表明：随着ADN含量的增加，吸收系数呈现下降趋势。当ADN含量达到30%时，冲量取得峰值并随后不断下降，当ADN含量达到80%时，冲量又产生一个大幅度上升。分析认为，ADN含量为30%~70%时冲量不断下降主要原因是由于吸收系数的下降导致推进剂所沉积的激光能量变少引起的，而ADN含量为80%处的冲量大幅度上升则是由于吸收系数趋于0的推进剂与基底构成“水炮靶”，激光烧蚀基底容器，推进剂起到约束作用而造成的。

摘要:硼氢类自燃离子液体具有粘度低、点火延迟时间短、成本低等优势，是最具潜力的传统推进剂燃料代替品之一。系统综述了基于硼氢阴离子构筑的自燃离子液体的相关研究，汇总了硼氢类自燃离子液体的分子设计、合成方法与物化性质，总结了2011年以来有关硼氢类自燃离子液体燃烧机理和自燃性能的研究，展望了硼氢类自燃离子液体的发展趋势与应用范围。

摘要:为了研究支化聚叠氮缩水甘油醚（B-GAP）基推进剂的流变特性和固化反应过程，采用流变学研究方法对药浆进行了测试，研究了在50，55，60 ℃和65 ℃下药浆粘度随剪切速率及其模量随时间的变化规律。研究结果表明：B-GAP基推进剂药浆具有剪切变稀特性，属于假塑性非牛顿流体；推进剂药浆固化反应速率随着固化反应的进行而增加，在固化度为0.3时达到最大值，之后反应速率开始减小直至为零；温度对于推进剂固化反应动力学有较大影响，在一定温度范围内，固化反应速率峰值随着温度的升高而增加，储能模量最大值随着温度的升高而减小；基于幂律方程和Arrhenius方程计算得到了B-GAP药浆的本构方程和固化反应动力学方程。

摘要:针对传统实验法无法精准获取粘接界面内聚力模型参数问题，采用数字图像相关技术结合Hooke-Jeeves优化算法的反演识别方法，基于固体火箭发动机矩形粘接试件拉伸实验结果，对粘接界面所采用的双线性内聚力模型的相关参数开展反演研究。反演结果表明：拉伸速率为5 mm·min^-1时，最大粘接强度、模量、失效断裂能分别为0.55 MPa、0.57 MPa、2.26 kJ·m^-2。仿真与实测应力-应变曲线的相对误差由初始44.7%修正为4.3%，拉伸应变为0.05、0.08时，仿真与实测的感兴趣区域最大位移误差分别为0.64 mm、1.76 mm，平均位移误差分别为0.38 mm、0.45 mm，以上误差结果均表明该反演识别方法的精度较高，建立的内聚力模型可以用于表征粘接界面的真实本构关系。

摘要:为了完善无水肼的危险等级分类，依据联合国橘黄书爆炸品危险性分级程序，对制式包装无水肼（包括2种尺寸：18 kg和120 kg）分别开展EIDS隔板试验和外部火烧试验。分别采用高速摄像、红外热成像和压力数采测试系统表征样品在火灾刺激下的燃爆过程、火球表面最高温度以及冲击波效应。结果表明：外部火灾条件下，无水肼-18 kg样品的TNT当量为0.724，是无水肼-120 kg样品的1930.67倍。无水肼在特定条件下具有明显的爆炸特性，不同制式包装设计压力下的无水肼分别显示出了1.1 C和1.3 C的危险等级。无水肼的危险等级分类与其包装设计压力联系密切，应在实际使用允许范围内，降低无水肼等液体推进剂的包装强度，以有效降低其危险性。

摘要:与传统浇注方法相比，利用增材制造（又称“3D打印”）技术制造的复合固体推进剂具有药柱构形不受模具限制，配方、性能连续可调等一系列技术优势。为提升打印效果，对基于光固化成型的复合固体推进剂打印配方及技术参数进行了研究，并对打印的推进剂样品进行了性能测试。此外，通过将电阻式温度传感器集成到打印推进剂样品中，实现了复合固体推进剂与电阻式温度传感器的一体化增材制造，并对不同温度下温度传感器的电阻值进行了检测。结果表明，在固含量为83%的固体推进剂浆料中添加不低于3%的紫外光（UV）固化树脂即可实现较好的预固化效果。对于固含量77%和80%的浆料，可以用直径为0.26 mm的针头挤出，而当固含量达到81%及以上时，需选择直径为0.5 mm的针头。当固含量为81%时，得到的推进剂样品维形性较好，外观无明显缺陷，但电子计算机断层扫描（CT）结果显示样品内部存在片状孔隙。20 ℃时，样品拉伸强度和断裂伸长率分别为0.94 MPa和15.63%；60 ℃时则分别为0.70 MPa和14.63%。与传统浇注推进剂相比，拉伸强度无明显变化，但断裂伸长率降低。电阻式温度传感器材料与推进剂间的结合强度为0.21 MPa，结合效果良好，且在测试温度范围（20~60 ℃）内传感器电阻随温度呈线性变化，展现出良好的温度监测能力。

摘要:快速发展的增材制造技术为固体推进剂传统浇注成型的柔性化、适应性差等问的解决题提供了有效途径。传统热固性固体推进剂的流平性好，无法逐层沉积成型。因而，为实现热固性固体推进剂的3D打印成型，本研究对其液相组分进行了改性，通过添加少量定型助剂共混改性端羟基聚丁二烯（HTPB），制备得到改性HTPB固体推进剂，并对其的流变特性进行了研究。结果表明，共混改性使黏合剂黏度、表观黏流活化能升高；改性HTPB固体推进剂流变特性符合Herschel-Bulkley方程，且流动性随温度升高而提高；同时，改性HTPB固体推进剂在室温下具有较高储能模量（＞10⁴ Pa）以及较小的损耗角正切（ω＜10 rad·s^-1，G″/G′＜0.5），整体不呈现流动性，且少量定型助剂对推进剂的热分解行为没有产生显著影响，实现了改性HTPB固体推进剂的3D打印成型。

摘要:国内外普遍采用高温加速试验方法，以Arrhenius方程作为动力学模型评估聚合物材料包括复合固体推进剂的老化性能和贮存寿命。近年来，Arrhenius方程在复合固体推进剂老化和寿命评估的适用性受到一些质疑。为探讨Arrhenius方程的适用性问题，本文综述了Arrhenius方程在国内外固体推进剂贮存老化评估中的应用情况，从理论源头梳理了Arrhenius方程的形成过程和相关参数物理意义，指出了目前在Arrhenius方程理论认识和应用上的误区。理论分析表明，在Arrhenius方程形式下，频率因子和活化能两个参数之一是温度的函数；对于固体推进剂，现行标准允许的加速试验温度范围内活化能可视为定值。应用Arrhenius方程应符合下述条件：1）研究所涉及的温度范围内老化机理可视为一致；2）各加速试验温度下，老化程度相当；3）参数k应符合速率常数的物理意义。性能随时间变化的数学模型中参数k不符合速率常数定义，使用应慎重，推荐使用性能对数模型替代。

摘要:固体火箭发动机粘接界面在长期立式贮存下因蠕变效应产生损伤。本文从蠕变条件下界面损伤影响因素、界面损伤测试试验和界面损伤数值模拟3个方面综述了相关研究进展，指出了蠕变条件下粘接界面累积损伤不容忽视，总结了试验和数值模拟研究中的不足，并进行了展望。分析认为，试验研究的难点是设计合理的试验和选取有效表征损伤时效性的变量，数值模拟研究的重点是构建含损伤的蠕变型界面内聚力本构模型，以期为开展贮存条件下粘接界面的性能评估研究提供一定参考。

摘要:含能燃速催化剂是近年来固体推进剂领域的热点研究方向。本文从单金属有机框架型、双金属基多功能型、分子负载型和其他新型催化剂等4个方面分类综述了含能燃速催化剂在固体推进剂领域的应用研究进展及发展趋势，指出单金属有机框架型燃速催化剂催化效果较为单一，与其他金属盐复配使用的催化效果更好；双金属基多功能型燃速催化剂催化性能优良，具有潜在的应用前景；分子负载型燃速催化剂尚处于初步探索阶段，其制备和应用成为燃速催化剂的发展方向之一；其他新型含能燃速催化剂还需加强应用研究。提出绿色环保化、高能低感化、纳米化和多功能复合化等是今后研究的重点方向：含重金属的燃速催化剂会对环境造成不利影响，发展绿色环保的燃速催化剂已成为必然趋势；赋予燃速催化剂一定的能量特性可减少对推进剂的能量损失，高能低感化已成为燃速催化剂发展的重要方向；含能燃速催化剂纳米化一直是有效提升催化剂催化活性的有效途径；具备多重功效的燃速催化剂是未来的发展趋势。

摘要:为研究铝基微单元燃料在硝酸酯增塑聚醚（NEPE）固体推进剂中的应用性能，以自制的铝基微单元复合燃料（Al@AP）代替铝粉加入NEPE固体推进剂，以真空定容爆热试验、发动机试验、残渣活性铝测试、高速摄影、单向拉伸试验、工艺性能测试等手段研究了Al@AP对NEPE固体推进剂燃烧、力学、工艺等性能的影响；并对Al@AP在NEPE固体推进剂中的燃烧作用机理进行了分析。结果表明，以19.5%的Al@AP代替FLQT-3 Al后，NEPE固体推进剂的爆热由6039.4 J·g^-1提升至6924.8 J·g^-1，残渣量由28.91 g降至7.64 g，残渣活性铝含量由14.64%降至0.37%，残渣粒径d₅₀由94.12 μm降至24.21 μm，NEPE固体推进剂喷射效率提升，铝粉在燃面停留时间由55 ms缩短至40 ms，且无明显融联团聚现象，且Al@AP对推进剂的燃速、力学、工艺等性能基本无影响。

摘要:为了研究NEPE推进剂的点火燃烧特性，搭建了CO₂激光点火试验平台，使用高速摄影仪拍摄在不同气体环境下NEPE推进剂的燃烧过程，通过信号采集系统测量NEPE推进剂的点火延迟时间，对NEPE推进剂在0.1~3.0 MPa氮气及空气中的点火燃烧特性进行了研究。结果表明，环境压强和环境气体会影响NEPE推进剂的点火燃烧过程，环境压强越大，NEPE推进剂燃烧越激烈，且NEPE推进剂在空气中燃烧时比氮气中更加剧烈。NEPE推进剂的点火延迟时间随着环境压强的增大而减小，当环境压强从0.1 MPa增大到3.0 MPa时，氮气中的点火延迟时间由0.51 s减小到0.29 s，而空气中的点火延迟时间由0.32 s减小到0.18 s，但是当环境压强大于0.5 MPa时，环境压强对点火延迟时间的影响显著降低。同时环境压强会影响NEPE推进剂的燃烧速率，当环境压强从0.1 MPa增加到3.0 MPa时，氮气中的燃速从1.71 mm·s^-1提高到4.54 mm·s^-1，空气中的燃速从2.51 mm·s^-1提高到11.4 mm·s^-1，NEPE推进剂在空气中的燃烧速率增长幅度更大。最后通过燃速经验公式进行拟合，表明Vielle燃速公式更适用于表征NEPE推进剂在0.1~3.0 MPa下的燃速特性。

摘要:推进剂在燃烧过程中产生的凝聚相团聚是造成能量损失及喷管烧蚀的主要原因之一，推进剂中引入氟被认为是解决团聚的有效途径。为此，研究将氟醇化合物（PFD）引入到端羟基聚醚（HTPE）推进剂，使其通过固化反应接入黏合剂交联网络中，形成基于新型氟碳黏合剂的固体推进剂。采用热重（TG）、激光点火表征加入PFD前后推进剂热分解以及相同点火时间下推进剂燃烧强度的变化，并通过扫描电镜（SEM）、EDS能谱表征推进剂燃面火焰形貌以及燃烧凝聚相产物粒径分布。结果表明，加入PFD后推进剂的失重仍然包含3个主要阶段，但PFD会导致推进剂中RDX分解延后15~20 ℃，且在250 ℃前含氟链段完全分解失重；对比空白推进剂样品，含有PFD的推进剂在相同点火时间下具有更高的燃烧亮度；随着PFD的增加，推进剂样品燃烧火焰的密集程度显著增加，且火焰喷射更为剧烈，推进剂的凝聚相产物平均粒径由添加1%PFD时的5.13 μm逐渐减小至添加5%PFD时的1.04 μm。

摘要:开发新型燃烧催化剂对提高推进剂燃烧性能至关重要。成功合成了2种席夫碱金属有机配合物Mg（Salen）和Pb（Salen），并采用X射线粉末衍射、红外光谱以及扫描电镜对其形貌与结构进行了表征。通过探索其热分解行为以及分解反应动力学函数模型考察了其对HMX热分解行为的影响与分解机理。结果表明，Mg（Salen）和Pb（Salen）的加入显著促进了HMX的热分解行为，但未改变其分解机理。相比于HMX，HMX/Mg（Salen）和HMX/Pb（Salen） 的分解峰温分别降低了3.0 ℃和34.0 ℃，表观活化能分别降低了7.7 kJ·mol^-1和34.4 kJ·mol^-1。通过建立分解反应动力学函数模型，初步揭示了Mg（Salen）和Pb（Salen）对HMX的催化分解机理。

摘要:奥克托今（HMX）作为含能材料在能够提高推进剂能量性能的同时可改变推进剂的燃烧过程，广泛用于固体推进剂中。为了研究HMX含量对推进剂点火、燃烧、团聚和凝聚相燃烧产物特性的影响，采用推进剂燃面拍摄、激光点火以及凝聚相燃烧产物收集方法对HMX含量在0%~10%范围内的典型四组元推进剂进行试验研究。结果表明：随着HMX含量由0%增加到10%，推进剂的点火延迟时间由191 ms增加到286 ms，推进剂的燃速和压强指数均减小，凝聚相燃烧产物的体积平均粒径D₄₃由48.1 μm增加到138.3 μm。含10%HMX的推进剂燃面上铝的团聚程度最大，而含8%HMX的推进剂凝聚相燃烧产物中活性铝的含量最高。

摘要:水中偏二甲肼（UDMH）及其转化产物的快速检测对于其污染控制具有重要意义。本文梳理了色谱法（包括气相色谱、高效液相色谱和离子色谱）和非色谱法（包括电化学法、分光光度法、化学发光法）对水中UDMH的检测研究进展，并简要介绍了色谱法在水中UDMH转化产物检测方面的应用研究，指出了不同检测方法在检测浓度范围、样品前处理、抗干扰能力等方面的优缺点，认为色谱前处理装置的高效自动化设计、多种分离和检测技术联用是解决水中UDMH和其转化产物检测难题的未来发展方向。

摘要:六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）和纳米Al粉可以提升推进剂或炸药配方的能量，但是纯CL-20或其与一定量Al粉的复合物均具有较高的感度，因此获得低感度的CL-20与Al粉均匀复合物有着重要的意义。以全氟羧酸修饰的纳米Al粉为表面活性剂，CL-20和TNT的乙酸乙酯溶液为油相制备Pickering乳液，研究了纳米Al粉用量和静置时间对乳液稳定性的影响规律，成功制备出球扁形核壳CL-20/TNT共晶@Al复合物，对其形貌、晶型、热分解和安全等性能进行了表征。结果表明，Al粉含量为1%、10%和20%时可以获得稳定的乳液；静置时间少于100 min时，可以获得稳定的乳液；X射线粉末衍射（XRD）结果表明，两种炸药形成了CL-20/TNT共晶；扫描电镜（SEM）结果显示，所形成的球扁形共晶尺寸约为20~40 μm，纳米Al粉均匀包覆在共晶表面；复合物的特性落高H₅₀为35 cm，摩擦感度爆炸概率为30%，安全性能高于纯CL-20。采用的制备方法中未添加非含能组份，理论上没有降低CL-20/TNT共晶@Al复合物的能量，有望为含CL-20、Al的高能推进剂和炸药的设计和制备提供新思路。

摘要:含六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）和铝粉的炸药及推进剂表现出优良的能量性能，Al/CL-20基含能材料已成为研究的热点。以聚偏二氟乙烯（PVDF）作为黏结剂，以纳米铝粉和六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）为原料，采用微流控技术制备了nAl@PVDF和nAl@PVDF@CL-20复合微颗粒。采用扫描电子显微镜（SEM）和激光粒度分析仪对两种复合微颗粒进行形貌和粒径分析，并用扫描电镜观察复合微颗粒的剖面表征其内部结构，采用傅里叶红外光谱仪（FTIR）进行结构分析，采用热重-差示扫描量热仪（TG-DSC）进行热分析。结果表明，制备的两种复合微颗粒球形度高，分散性好，粒度分布均匀，粒径为10~20 μm；复合微颗粒内部各组分分布均匀，各组分之间是物理复合，不存在化学键。热分析结果表明，nAl@PVDF和nAl@PVDF@CL-20复合微颗粒中PVDF和nAl表面的氧化层之间均发生了预点火反应，预点火反应放出的热量能够促进PVDF的分解；与nAl和PVDF复合能够促进CL-20的分解反应；与机械混合的nAl/PVDF/CL-20材料相比，微流控技术制备的nAl@PVDF@CL-20复合微颗粒各组分分布更加均匀。

摘要:复合固体推进剂含有固体颗粒较多，传统的有限元分析方法难以准确实现复合固体推进剂在双螺杆挤出过程的仿真模拟。离散单元法（DEM）与计算流体力学（CFD）耦合是一种适合复合固体推进剂生产过程仿真的有效方法，但实现难度很大。基于标定的接触模型参数通过DEM实现了以铝粉和高氯酸铵为主要组分的固体推进剂固体颗粒在双螺杆挤出输送过程的模拟，利用测得液相黏度模型参数通过DEM-CFD耦合计算实现了固体推进剂固体颗粒与液相在双螺杆挤出过程的耦合仿真。结果表明，通过DEM计算得到的固体推进剂固体颗粒在双螺杆中的输送与实验规律相符；对比DEM-CFD耦合仿真与DEM中固体颗粒仿真结果，可见加入了液相的DEM-CFD耦合仿真物料流动性比未添加液相的DEM固体颗粒更好，物料在螺杆输送段的填充率从20%提升到40%，固体颗粒平均输送速度提升150%，螺杆的受力变化不大。

摘要:慢速烤燃试验是固体火箭发动机低易损性评估试验考核的重点之一。为研究丁羟复合固体推进剂发动机尺寸对慢速烤燃特性的影响规律，采用慢速烤燃试验结合数值模拟，对比分析了Ф100 mm×200 mm、Ф160 mm×400 mm中小型试验件和Ф522 mm×887 mm大尺寸固体火箭发动机慢速烤燃点火增长规律，确定了点火温度、点火区域及响应等级。结果表明：Ф100 mm×200 mm，Ф160 mm×400 mm及Ф522 mm×887 mm 3种试验件的试验点火温度分别为244，172，155 ℃；以试验数据作为输入，计算点火温度分别为250，269，154 ℃，计算误差分别为2.88%，1.17%，0.64%，响应等级分别为爆炸、爆炸、爆燃；计算云图表明，中小型试验件的点火位置位于圆柱体中心，大尺寸固体火箭发动机的点火位置位于固体推进剂前端肉厚的中心位置，为一环状区域。

摘要:为了评估甲基肼液体推进剂在生产、贮存、运输以及使用过程中的热安全，借助差示扫描量热法（DSC）研究了甲基肼的热分解特性和热安全性，分别计算了甲基肼的动力学、热力学和热安全性参数，并获得了半径为1 m的球形甲基肼液体推进剂在不同超临界环境温度下的热爆炸延滞期，基于等转化率法使用AKTS软件进一步计算得到了甲基肼的绝热诱导期以及自加速分解温度。结果表明：甲基肼的热分解过程只有一个较强的放热峰，采用Kissinger法和Ozawa法计算得到甲基肼的活化能值分别为159.13 kJ·mol^-1和158.89 kJ·mol^-1，自加速分解温度为451.53 K，热爆炸临界温度为469.55 K，热力学参数活化熵（ΔS≠）、活化焓（ΔH≠）和吉布斯活化自由能（ΔG≠）分别为73.93 J·mol^-1，155.32 kJ·mol^-1和121.46 kJ·mol^-1；使用AKTS软件计算得到8、24 h和168 h绝热诱导期对应的温度分别为429.55，424.05 K和414.95 K；包装质量分别为5，25，50 kg和100 kg时，甲基肼的自加速分解温度依次为415.15，414.15，413.15 K和412.15 K。研究结果为评价甲基肼在生产、储运和使用过程中的热安全性提供了必要的理论基础。

摘要:为了实现对硝酸酯增塑聚醚（NEPE）推进剂药柱贮存寿命进行预估时的测量无损性，通过对施加10%定压缩应变的NEPE推进剂进行高温热加速老化实验、气体含量监测实验、单向拉伸力学性能实验，基于相关性分析和寿命预估模型，提出了一种以特征气体含量变化为基础数据的无损型寿命预估模型。结果表明，NEPE推进剂贮存老化过程中，CO气体释放量最大，不同温度条件下的释放量均达到1300 mg以上，且其和NO气体均呈现老化初期释放量增长缓慢，后期迅速增加的规律，HCl气体释放量在老化初期和后期增长较快，老化中期增长较慢；老化初期最大抗拉强度σ_m和最大延伸率ε_m小幅增大，老化中期前者小幅震荡，后者逐渐增大，老化后期两者均急剧减小；不同温度条件下CO气体释放量与最大抗拉强度关联度值最大，为0.93~0.95，且两者存在单一相关性；基于传统老化寿命预估模型和改进的老化寿命预估模型，建立了四种NEPE推进剂寿命预估方法，通过相关性系数比较和预估结果分析，得出以CO气体释放量作为预估参数的改进型寿命预估模型的相关性系数最大，寿命预估结果最为有效。

摘要:为了准确地描述固体火箭发动机端羟基聚丁二烯（HTPB）推进剂/衬层黏接界面在不同温度下的力学特性，从试验和数值仿真两方面研究了该黏接界面的Ⅰ型破坏特性。首先，通过单轴拉伸实验获取了不同温度下的载荷-位移曲线，并采用高速摄像机获取了黏接界面的破坏过程，分析了黏接界面的破坏形式，发现HTPB推进剂/衬层黏接界面的破坏形式为HTPB推进剂的内聚破坏，表明黏接界面的强度高于推进剂的强度；由-40 ℃升高到60 ℃的过程中特征位移先增大后减小，说明特征位移受温度因素影响明显。在双线性内聚力模型的基础上构建了一种损伤变量为多项式的内聚力模型，通过开展数值仿真计算，比较了不同界面模型参数在预测各温度下黏接界面力学特性的准确性，并以特征位移作为已知参数预测了不同温度下的黏接界面载荷-位移曲线，数值预测结果与实验结果保持一致，说明所建界面模型能够比双线性内聚力模型更加真实准确地反映固体火箭发动机黏接界面I型破坏的温度相关特性。

摘要:采用原位拉伸扫描电镜观察了硝酸酯增塑聚醚（NEPE）推进剂（叠氮缩水甘油醚（GAP）/六硝基六氮杂异伍兹烷（ε-CL-20）推进剂、聚乙二醇（PEG）/奥克托今（β-HMX））推进剂）的拉伸断裂过程，利用反相气相色谱法（IGC）和接触角法研究了推进剂组分间粘附功，并通过分子动力学（MD）模拟计算了粘结剂/炸药复合体系的结合能，表征了黏合剂体系与炸药之间的相互作用强度。结果表明，相同拉伸作用下，GAP/ε-CL-20推进剂首先在大颗粒附近发生“脱湿”，裂缝扩展速度较快，形成裂纹带，伴随黏合剂基体断裂，形成宏观裂纹，应变大于60%后，推进剂发生整体断裂；而PEG/β-HMX推进剂中发生“脱湿”的颗粒附近有黏合剂基体变形形成的胶丝连接，裂缝扩展速度较慢，直至应变大于80%后推进剂发生断裂；GAP基体与ε-CL-20之间的粘附功70.69 mJ·m^-2和结合能259.90 kJ·mol^-1，均低于PEG基体与β-HMX之间的粘附功98.61 mJ·m^-2和结合能335.65 kJ·mol^-1，即GAP基体与ε-CL-20的界面粘结情况较弱，显著影响了GAP/ε-CL-20推进剂的力学性能。

摘要:为了分析肼类燃料与NO₂气相反应过程中着火延迟期的影响因素，采用密度泛函理论对反应过程进行了模拟，主要对肼（N₂H₄）、甲基肼（MMH）与偏二甲肼（UDMH）3种肼类燃料的反应活性、活性位点以及抽氢反应过程的势能面与反应速率常数进行了计算。结果表明，3种肼类燃料中UDMH的最高占有轨道与最低空轨道能量差最小，为0.20522 eV，表明UDMH的活性最大，因此与NO₂反应的最快，符合其着火延迟期最短的特性；确定了3种肼类燃料的活性位点，N₂H₄活性位点为N（1）或N（4），MMH活性位点为N（1），UDMH活性位点为N（1）；对3种肼类燃料的反应活性位点进行抽氢反应的计算，UDMH的反应势垒最小，为3.589 kJ·mol^-1，反应速率常数最大，为9.81×10⁵ L·s^-1·mol^-1，符合其着火延迟期最短的特性，得出在肼类燃料中，与NO₂反应的抽氢反应势垒越小，反应速率常数越大，着火延迟期越短。

摘要:为探究三种不同防老剂N-（1，3-二甲基）丁基-N"-苯基对苯二胺（4020）、N-异丙基-N"-苯基对苯二胺（4010NA）、N-苯基-2-萘胺（D）在丁羟聚氨酯（HTPB-TDI）体系中的防老机理与防老性能优劣，采用量子力学（QM）模拟、分子动力学（MD）模拟、蒙特卡洛（MC）模拟分别对HTPB-TDI体系与各组分的解离自由能、扩散系数、溶度参数与渗透系数进行了计算。结果表明：三种防老剂的解离自由能大小顺序为ΔG_D＞ΔG_4010NA＞ΔG₄₀₂₀，并且均小于HTPB-TDI的最小解离自由能345.63 kJ·mol^-1，说明三种防老剂均能优先与HTPB-TDI中的活性自由基反应并且减缓HTPB-TDI中自由基连锁反应的进行；防老剂4020的扩散系数及其与HTPB-TDI的溶度参数差值最小，说明防老剂4020迁移能力差且与HTPB-TDI相容性好，从而能在HTPB-TDI中稳定均匀存在；氧气在三种丁羟聚氨酯-防老剂体系中的渗透系数大小顺序为P_HTPB-TDI/D＞P_{HTPB-TDI/4010NA}＞P_{HTPB-TDI/4020}，表明防老剂D的阻氧能力最差。综合三种防老剂的化学反应难易程度、迁移性大小、相容性优劣以及氧气的渗透性好坏，可得三种防老剂的防老性能优劣为4020＞4010NA＞D。

摘要:为了探究固体硼氢燃料对铝粉燃烧反应机理的影响，采用同步热分析-红外质谱联用技术及热裂解原位池-傅里叶变换红外光谱联用技术，对十二氢十二硼酸双四乙基铵（BHN-12）的热分解反应机理及反应动力学进行研究。在此基础上，结合数值模拟建立BHN-12在爆炸流场中对铝粉燃烧反应影响的模型，探究硼氢燃料在流场中的反应时间、分散特性以及对铝粉的助燃效应。结果表明，BHN-12热分解开始温度约314 ℃，结束温度约360 ℃。分解过程中出现三个放热峰和两个吸热峰，总质量损失范围为32.3%~33.9%。分解过程遵从幂级数法则（Mampel power），动力学机理函数为。分解后的气体产物主要为H₂、C₂H₄、C₂H₆和NH₃，固体产物为非晶态的C和B单质。采用组分运输模型可较好地模拟Al/BHN-12体系的后燃烧反应过程，在该过程中，Al燃料的分散速度比BHN-12粒子的分散速度慢，20 ms时，Al燃料的分散半径约2.5 m，BHN-12的分散半径约3 m。在反应初期2 ms时，无分解气体产物出现；大约4 ms时，开始出现气体产物，反应火球中部的温度约为1800 ℃，BHN-12可提升体系的后燃反应温度约300 ℃。

摘要:为探讨老化高固含量改性双基推进剂（CMDB）的准静态拉伸力学性能，在四种温度（323，293，273，253 K）和不同应变率（3.3×10^-5、3.3×10^-4、3.3×10^-3、3.3×10^-2 s^-1）条件下，开展了CMDB推进剂单轴拉伸实验；对不同老化时间（0，10，20，35，50，65，80，100 d）的CMDB推进剂试样进行了气相色谱实验，研究了CMDB推进剂老化后的力学性能和中定剂含量的变化。结果表明，老化过程中最大伸长率和中定剂含量呈显著下降趋势，可以作为老化后的CMDB推进剂的失效判据。利用时间温度等效原理（TTSP），得到了CMDB推进剂最大抗拉强度主曲线，建立了老化强度主曲线方程，该方程可以在准静态应变率范围内对不同老化时间的CMDB推进剂的最大抗拉强度进行预估。

摘要:为实现含能材料1，1''二羟基-5，5联四唑二羟胺盐（TKX-50，又名HATO）在固体推进剂领域的高效应用，运用最小自由能法计算了含TKX-50、CL-20、TKX-50/CL-20的聚叠氨缩水甘油醚（GAP）基固体推进剂能量性能，分析了TKX-50和CL-20复配应用的可行性，预估了TKX-50/CL-20复配推进剂应用效能。结果表明，TKX-50含量增加时，燃烧室中推进剂平均温度（T_c）和燃气平均相对分子质量（）同时下降，理论比冲呈先升后降的变化规律；TKX-50与CL-20相容等级为B，TKX-50/CL-20复配推进剂热稳定性和安全性能良好；TKX-50/CL-20复配推进剂可大幅拓宽配方各组分含量选择范围，理论比冲大于272 s的推进剂中CL-20含量下限仅为纯CL-20推进剂的40%；相同能量水平下，TKX-50/CL-20复配推进剂表现出低成本和低特征信号的特点，具备工程推广应用的潜力。

摘要:为获得准确可靠的复合推进剂凝聚相燃烧产物（CCPs）的理化特性，提出了一种基于微波消解的乙二胺四乙酸（EDTA）滴定法以实现凝聚相燃烧产物全组分定量解析。采用自研凝聚相燃烧产物收集系统获取了四组元推进剂凝聚相燃烧产物，针对活性Al含量对比分析了EDTA滴定法、电感耦合高频等离子体发射光谱法（ICP）、气体容量法及重铬酸钾滴定法等4种方法的测试精度。结果表明，基于微波消解的EDTA滴定法能准确测定复合推进剂凝聚相燃烧产物中的Al、Al₂O₃、AlN、Fe₂O₃和C等组分含量。微波消解能有效溶解包裹在活性Al表面的Al₂O₃壳层，其最优溶液配比参数为V_H3PO4∶V_H2SO4∶V_HNO3=10∶2∶1，温度为240 ℃，时间为150 min。ICP光谱法也能检测凝聚相燃烧产物中的全部组分，精度略低于EDTA滴定法。气体容量法和重铬酸钾滴定法测定凝聚相燃烧产物中活性Al的含量则显著低于EDTA滴定法和ICP光谱法。EDTA滴定法测定活性Al含量最精确，其精度相较气体容量法、重铬酸钾滴定法、ICP光谱法分别提高60%，40%，22%。

摘要:为了研究光控固体推进剂在激光辐照下的可控燃烧特性以及推力性能，采用高速摄影、高精度压力传感器、R型热电偶以及微推力测试平台等装置分别获取了不同激光功率密度下，光控固体推进剂的燃速、点火延迟时间、燃烧室压强、燃烧火焰温度以及微推力等性能参数。结果表明：光控固体推进剂的燃速与燃烧室压强均随激光功率密度的增加而线性升高，与之相反，其点火延迟时间随激光功率密度的增加呈下降趋势。结合热电偶测温曲线，发现光控固体推进剂的燃烧过程主要分为五个区域：预热区、凝聚相区、三相区、气相区以及火焰区，与此同时，在1.343 W·mm^-2的激光功率密度下，推进剂的燃烧火焰温度为1202.3 ℃。光控固体推进剂燃烧状态对于激光功率密度的依赖性对于实现推力的精确控制具有重要意义，通过改变激光功率密度的大小，成功实现了光控固体推进剂的推力控制；随着激光功率密度由0.344 W·mm^-2增加到1.343 W·mm^-2，光控固体推进剂的推力由1.58 mN上升至2.28 mN。

摘要:为获得高能量密度液体推进剂燃料，提升运载火箭的有效载荷，设计了20种不同甲基取代的联环丁烷衍生物，理论计算研究了联环丁烷及其甲基衍生物结构对性能的影响规律。研究结果表明：随甲基取代基数量的增多，联环丁烷衍生物的生成焓和比冲均呈现减小的趋势；当取代基为对位取代时其分子稳定性最好，生成焓和比冲值较大，而邻位状态取代时联环丁烷衍生物的生成焓和比冲值相对较低；在设计的化合物中，联环丁烷是比冲最高的物质，当联环丁烷与液氧的混合比为28.5∶71.5，0.1 MPa环境压力下，比冲可达304.52 s，燃烧产物主要组成为CO（34.64%）、CO₂（13.89%）、H₂O（29.54%）。联环丁烷衍生物的综合性能优于火箭煤油，具有作为高能推进剂的潜力，本研究为高能燃料的设计提供了理论支撑。

摘要:为避免航天器因受到火工分离螺母作用时的高冲击载荷而发生故障，采用节流孔来抑制分离螺母分离作用时的冲击响应。研究在分离螺母燃气通道上设置了Φ2、Φ4 mm和Φ6 mm三种孔径的节流孔，同步测试不同节流孔的分离螺母在分离过程中的压力、加速度和预紧力，分析分离螺母的作用过程。根据作用过程中的先后顺序将冲击载荷解耦为火药作用、预紧力释放和活塞撞击三类冲击源。将得到的时间-加速度（a-t）曲线转换为冲击响应谱，并计算每种冲击源的贡献，以获得节流孔孔径与冲击响应的关系。结果表明：采用三种节流孔时，在500~10000 Hz的频域内，火药作用激起的冲击响应的贡献为8.3%~11.0%；预紧力释放激起的冲击响应的贡献为44.0%~51.5%；活塞撞击激起的冲击响应的贡献为40.2%~45.0%。分离过程的最大冲击响应分别为：1416 g（Φ6 mm）、1251 g（Φ4 mm）和852 g（Φ2 mm）。可见，采用节流孔可以有效抑制分离螺母的冲击响应。

摘要:为探索固体推进剂燃烧催化剂，以1-甲基咪唑（MIM）、1-烯丙基咪唑（AIM）、硝酸铜和二氰胺钠（NaDCA）为原料，合成了一种新型双配体含能配合物［Cu（MIM）₂（AIM）₂］（DCA）₂，并通过红外光谱、X射线单晶衍射和粉末衍射对其结构进行了表征。采用差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）对该含能配合物的热分解过程进行了分析，在40~500 ℃的温度范围内，DSC曲线中有一个吸热熔化峰（峰值温度：93.5 ℃）和一个放热分解峰（峰值温度：199.4 ℃）。对配合物进行了感度测试，其摩擦感度为240 N，撞击感度>40 J。对比研究了双配体的［Cu（MIM）₂（AIM）₂］（DCA）₂与单配体的［Cu（MIM）₄］（DCA）₂、［Cu（AIM）₄］（DCA）₂对高氯酸铵（Ammonium Perchlorate，AP）热分解的催化作用，结果表明双配体的含能配合物具有更好的催化效果，使AP的分解峰值温度提前到285.6 ℃，放热量升高到2458 J·g^-1，热分解活化能降低到81.5 kJ·mol^-1，表现出作为复合推进剂催化剂的潜力。

摘要:为了研究固体火箭发动机粘接界面的损伤破坏过程，按照QJ2038.1A-2004制作了固体火箭发动机矩形粘接试件，对粘接试件进行了单向拉伸试验，获得了粘接试件的损伤破坏模式。根据粘接试件损伤破坏特点，建立了粘接试件的有限元数值模型，采用基于分步反演与Hooke-Jevees优化算法结合的反演方法，准确地获取了推进剂/衬层/绝热层界面混合模式下双线型内聚力模型的相关参数，将其应用于粘接试件拉伸试验损伤破坏过程的数值模拟中。研究结果表明：粘接试件主要的破坏形式为推进剂/衬层/绝热层界面处的脱粘；提出的反演识别方法能够较好地获取固体火箭发动机的界面相关参数，拉伸速度为2 mm·min^-1时，固体火箭发动机粘接界面的初始模量、最大粘接强度、断裂能分别为0.86 MPa、0.63 MPa、3.13 kJ·m^-2；推进剂/衬层/绝热层界面的损伤导致粘接试件的应力随应变增加的速率减慢，人工脱粘层尖端处界面的起裂，并且沿试件中央扩展，最终贯穿粘接试件是粘接试件主要损伤破坏模式。