NEPE推进剂/衬层界面研究进展 被引量：23

1

作者 庞爱民 池旭辉 尹华丽 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期181-189,202,共10页

装药界面是固体火箭发动机故障高发部位。NEPE固体推进剂活性组分多,界面化学物理过程复杂,装药界面粘接问题更加突出。重点开展了界面结构表征、界面粘接与老化失效机理两个方面的研究,发现NEPE推进剂/衬层界面区域在微观尺度上存在多... 装药界面是固体火箭发动机故障高发部位。NEPE固体推进剂活性组分多,界面化学物理过程复杂,装药界面粘接问题更加突出。重点开展了界面结构表征、界面粘接与老化失效机理两个方面的研究,发现NEPE推进剂/衬层界面区域在微观尺度上存在多层次结构,推进剂一侧形成40~80μm的HMX及其键合剂富集区,衬层HTPB粘合剂向NEPE推进剂方向扩散,在物理分界衬层侧形成粘合剂基体富集层。系统分析了影响界面粘接的主要因素,确定了影响界面粘接的主反应,阐明了两个主反应的竞争关系。揭示了界面粘接的主要副反应,即工艺助剂YS与固化剂的反应。发现了NEPE推进剂/衬层粘接界面老化降解的关键化学过程,界面老化降解主要发生在PEG与N100反应形成的氨基甲酸酯结构的C—O键,氮氧化物的残余含量决定老化反应的速率。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 NEPE推进剂 装药界面 衬层 微观结构 粘接机理 老化机理

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衬层预固化程度对衬层/推进剂界面粘接性能的影响 被引量：17

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作者 杨士山 潘清 +4 位作者 皮文丰 史爱娟 张超 姚楠 王吉贵 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期88-90,共3页

研究了壳体粘接式固体火箭发动机装药中衬层的固化程度对推进剂和衬层间界面粘接性能的影响,采用红外光谱技术对衬层固化过程中微观结构的变化进行了表征,初步探讨了衬层固化程度影响界面粘接强度的机理。结果表明,衬层固化0~8h,-NCO含... 研究了壳体粘接式固体火箭发动机装药中衬层的固化程度对推进剂和衬层间界面粘接性能的影响,采用红外光谱技术对衬层固化过程中微观结构的变化进行了表征,初步探讨了衬层固化程度影响界面粘接强度的机理。结果表明,衬层固化0~8h,-NCO含量迅速下降,衬层与推进剂界面的粘接强度随衬层固化时间的增加而增大;固化8~40h时,衬层中的-NCO含量下降速度减小;衬层与推进剂界面的粘接强度随衬层固化时间的变化不大。 展开更多

关键词 物理化学 固体火箭发动机 推进剂 衬层 界面 粘接性能

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基于剪切散斑干涉的固体推进剂内部缺陷识别

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作者 常军 王虎 +2 位作者 占明明 刘斌 简琦薇 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期100-105,共6页

基于激光剪切散斑干涉技术搭建的高精度实时无损检测系统,对固体推进剂进行了负压加载条件下内部缺陷检测,对比分析了衬层界面脱粘和基体孔洞2种不同类型缺陷的表面散斑干涉条纹图和归一化离面位移值,利用剥离实验和有限元数值模拟,分... 基于激光剪切散斑干涉技术搭建的高精度实时无损检测系统,对固体推进剂进行了负压加载条件下内部缺陷检测,对比分析了衬层界面脱粘和基体孔洞2种不同类型缺陷的表面散斑干涉条纹图和归一化离面位移值,利用剥离实验和有限元数值模拟,分别分析了不同类型缺陷的固体推进剂界面粘接强度和表面离面位移的差异。结果表明,相同加载条件下,衬层脱粘引起的包覆层表面归一化离面位移明显大于基体孔洞缺陷所引起的离面位移,达到了1~2数量级。本研究为固体推进剂衬层脱粘和基体孔洞缺陷的无损检测提供了重要的研究途径。 展开更多

关键词 固体推进剂 剪切散斑干涉 衬层脱粘 基体孔洞 光学无损检测

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NEPE推进剂/衬层界面固化反应机理的理论研究

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作者 桑丽鹏 李慧 +2 位作者 闵辉海 刘晨 朱卫华 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期493-500,共8页

推进剂/衬层界面是固体火箭发动机燃烧室中的关键结构。采用密度泛函理论(DFT)研究了硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂/衬层粘合界面的反应机理,评估了界面结构中不同组分之间的反应途径和过渡态结构,包括聚乙二醇(PEG)、甘油(GO)、三乙醇胺(... 推进剂/衬层界面是固体火箭发动机燃烧室中的关键结构。采用密度泛函理论(DFT)研究了硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂/衬层粘合界面的反应机理,评估了界面结构中不同组分之间的反应途径和过渡态结构,包括聚乙二醇(PEG)、甘油(GO)、三乙醇胺(TEA)、N,N,N′,N′-四(2-羟乙基)乙二胺(THEED)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二氰酸酯(IPDI)和多官能度异氰酸酯(N-100);得到不同组分间反应路径的吉布斯自由能曲线。结果表明,TDI与PEG、GO、TEA和THEED之间的反应竞争性发生在第二步修饰反应,即第二个—NCO基团与端羟基的氢转移反应生成产物——聚氨酯;含羟基化合物中端羟基的增多有利于与2,4-TDI反应,但对2,6-TDI体系影响不大。此外,对比相关基元反应决速步的反应速率常数可知,2,4-TDI体系的反应速率常数大多高于2,6-TDI体系、IPDI体系和N-100体系,基元反应PEG+INT1较易发生,而基团反应N-100/THEED最慢发生。 展开更多

关键词 NEPE固体推进剂 衬层 界面结构 密度泛函理论 基元反应

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负载型石墨烯防迁移层的构筑及其在衬层中的应用研究

5

作者 林励云 桑丽鹏 +9 位作者 赵霞 孙新军 李毅恒 汪慧思 晏嘉伟 杜芳 李磊 顾健 陶博文 郭翔 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期938-946,共9页

基于石墨烯在抗渗透型复合材料中的阻隔效应,采用填料负载的方法向固体推进剂衬层中引入石墨烯,以提高衬层的抗迁移性能。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)等测试方法表征负载型石墨烯填料的形貌、结... 基于石墨烯在抗渗透型复合材料中的阻隔效应,采用填料负载的方法向固体推进剂衬层中引入石墨烯,以提高衬层的抗迁移性能。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)等测试方法表征负载型石墨烯填料的形貌、结构与元素组成。采用单向拉伸试验法与浸渍吸收法分别研究衬层试样的力学性能与抗迁移性能。结果表明,功能化石墨烯均匀负载于二氧化硅(SiO_(2))表面;在SiO_(2)载体的驱动作用下,石墨烯均匀分散在衬层基体中并提高衬层的力学性能;分散的石墨烯在衬层中构筑成石墨烯防迁移层,使衬层的抗硝酸酯迁移性能提高,其中SiO_(2)@FG的防迁移效果最显著,含SiO_(2)@FG的衬层试样中硝酸酯迁移系数与含SiO_(2)的试样相比降低50%以上。 展开更多

关键词 负载型石墨烯填料 固体推进剂衬层 力学性能 硝酸酯迁移

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石墨烯/聚氨酯复合材料研究进展及在衬层中的应用展望

6

作者 林励云 桑丽鹏 +5 位作者 赵霞 李毅恒 杜芳 李磊 陶博文 郭翔 《化学推进剂与高分子材料》 CAS 2023年第2期1-8,共8页

综述了石墨烯/聚氨酯复合材料的研究进展,指出石墨烯因其在聚氨酯中表现出增强增韧、协同阻燃和阻隔等效应,从而在提高聚氨酯的力学性能、阻燃性能和抗渗透性能等方面获得广泛关注,并对石墨烯在提高衬层的力学性能、阻燃性能和抗迁移性... 综述了石墨烯/聚氨酯复合材料的研究进展,指出石墨烯因其在聚氨酯中表现出增强增韧、协同阻燃和阻隔等效应,从而在提高聚氨酯的力学性能、阻燃性能和抗渗透性能等方面获得广泛关注,并对石墨烯在提高衬层的力学性能、阻燃性能和抗迁移性能等方面的应用进行了展望。 展开更多

关键词 石墨烯/聚氨酯复合材料 复合固体推进剂 衬层

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中间相对推进剂/衬层粘接系统力学性能的影响 被引量：3

7

作者 姜爱民 李高春 田爱平 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第4期149-151,共3页

为研究固体火箭发动机推进剂/衬层粘接界面层的作用特点,以推进剂/衬层粘接试件为例,采用二维粘弹性有限元方法,探讨不同中间相厚度、模量、泊松比时粘接系统的结构响应。结果表明:中间相模量越大,推进剂的应力集中现象越显著;随着中间... 为研究固体火箭发动机推进剂/衬层粘接界面层的作用特点,以推进剂/衬层粘接试件为例,采用二维粘弹性有限元方法,探讨不同中间相厚度、模量、泊松比时粘接系统的结构响应。结果表明:中间相模量越大,推进剂的应力集中现象越显著;随着中间相厚度的增加,推进剂的应力集中程度明显减弱;中间相的泊松比对粘接系统的应力影响较小。研究结果为界面设计提供依据。 展开更多

关键词 中间相 固体推进剂 衬层 有限元法

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固体推进剂/衬层界面裂纹的指数型分层界面层模型

8

作者 邸克 杨月诚 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期516-521,共6页

建立了固体推进剂/衬层界面裂纹的指数型分层界面层模型,该模型将界面层划分为多个子层,并在每一子层中用指数函数表示界面层初始模量的分布。应用Fourier变换方法推导出一个Cauchy型奇异积分方程组,采用配点数值方法得到平面应力状态... 建立了固体推进剂/衬层界面裂纹的指数型分层界面层模型,该模型将界面层划分为多个子层,并在每一子层中用指数函数表示界面层初始模量的分布。应用Fourier变换方法推导出一个Cauchy型奇异积分方程组,采用配点数值方法得到平面应力状态下裂纹问题的半解析解,并讨论了法向和剪切应力加载下界面层参数对应力强度因子的影响。结果表明,界面层模量降低时,应力强度因子的绝对值显著减小;界面层厚度对应力强度因子的影响相对不明显。 展开更多

关键词 固体推进剂 衬层 界面层 分层模型 裂纹 应力强度因子

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固体推进剂/衬层粘接界面脱粘失效的数值模拟 被引量：8

9

作者 张志成 戴开达 陈静静 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第28期11421-11427,共7页

基于SEM(scanning electron microscope)得到的细观形貌和颗粒分布建立了复合固体推进剂/衬层细观有限元模型。使用Cohesive单元来模拟复合固体推进剂基体/颗粒界面和复合固体推进剂/衬层界面的脱粘。计算分析了单轴准静态拉伸作用下复... 基于SEM(scanning electron microscope)得到的细观形貌和颗粒分布建立了复合固体推进剂/衬层细观有限元模型。使用Cohesive单元来模拟复合固体推进剂基体/颗粒界面和复合固体推进剂/衬层界面的脱粘。计算分析了单轴准静态拉伸作用下复合固体推进剂/衬层界面处不同颗粒含量和不同强化/老化程度对脱粘过程的影响。计算结果表明,衬层界面的老化和颗粒数量的增加都会导致衬层界面更容易脱粘失效,失效应变随推进剂/衬层界面处颗粒含量的增加而增大,而峰值应力先减小而后增大。峰值应力和失效应变随衬层老化而减小,但对衬层界面强化不敏感。 展开更多

关键词 固体推进剂/衬层粘接界面 脱粘 Cohesive单元 细观结构 数值模拟

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固体火箭发动机衬层与药柱脱粘高能X射线检测技术 被引量：7

10

作者 郑伟 邓安华 +1 位作者 刘云峰 刘荣臻 《海军航空工程学院学报》 2014年第4期355-359,共5页

衬层与药柱脱粘严重影响固体火箭发动机的结构完整性和工作安全性,该缺陷的可靠检测至关重要。文章综述了固体火箭发动机高能X射线检测技术现状。基于射线照相检测和工业CT检测手段,评述了固体火箭发动机衬层与药柱脱粘的图像分析和缺... 衬层与药柱脱粘严重影响固体火箭发动机的结构完整性和工作安全性,该缺陷的可靠检测至关重要。文章综述了固体火箭发动机高能X射线检测技术现状。基于射线照相检测和工业CT检测手段,评述了固体火箭发动机衬层与药柱脱粘的图像分析和缺陷评判技术。针对该类缺陷,提出了综合应用射线照相技术和工业CT技术进行印证检测的方法,评判结果表明能够满足缺陷检测的可靠性与准确性要求。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 衬层与药柱脱粘 射线照相检测 工业CT检测

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细观尺度下推进剂/衬层/绝热层界面多角度拉伸过程中的变形测量与分析 被引量：1

11

作者 肖云东 王玉峰 +2 位作者 李高春 赖帅光 李何龙 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期877-884,共8页

为了研究细观尺度下推进剂/衬层/绝热层界面多角度拉伸过程中的变形特点与破坏模式,使用拉压力传感器、三目金相显微镜等设备获取多角度拉伸过程中的应力数据与界面形貌演化图像,采用数字图像相关技术对多角度拉伸过程的图像序列进行处... 为了研究细观尺度下推进剂/衬层/绝热层界面多角度拉伸过程中的变形特点与破坏模式,使用拉压力传感器、三目金相显微镜等设备获取多角度拉伸过程中的应力数据与界面形貌演化图像,采用数字图像相关技术对多角度拉伸过程的图像序列进行处理,获取了细观尺度下界面多角度拉伸过程中的应变场演化情况。实验结果表明,粘接试件在0°拉伸时的抗拉强度最大,90°拉伸时的伸长率最大;随着拉伸角度的增加,应力-应变曲线的加载段和卸载段均逐渐变缓,表面的应变集中区域由衬层/绝热层界面附近,变化为推进剂/衬层界面附近,最后两个界面附近均出现了明显的应变集中现象;45°拉伸时,推进剂与衬层表面应变随拉伸载荷的增加而增加,绝热层的模量高,应变变化幅度小,推进剂表面的平均正应变高于衬层,平均切应变低于衬层。所采用的实验方法可较好地测量界面在多角度拉伸过程中的变形,为发动机粘接结构的完整性分析提供参考。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 推进剂/衬层/绝热层界面 细观损伤 多角度拉伸 数字图像相关

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固体火箭发动机喷喉结构设计准则的研究 被引量：1

12

作者 方国雄 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第6期32-37,共6页

提出了固体火箭发动机喷管喉衬结构综合设计准则──间隙临界值δｋ的概念，详细介绍了该设计准则δｋ的计算公式推导过程及其应用。并通过某固体火箭发动机四种不同技术状态喷喉结构的地面试车得到试验验证。

关键词 固体推进剂火箭发动机 喷管衬套 设计规范

全文增补中

碳/酚醛材料的粒子侵蚀

13

作者 高立新 蔡峨 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第5期31-38,共8页

引用均质材料的冲蚀疲劳理论,研究了碳/酚醛材料应用在固体火箭发动机喉衬情况下的侵蚀特性;分别对无碳化层和有碳化层两种状态进行了分析和计算。综合热化学烧蚀计算与实验对比,得到粒子冲蚀的定性及定量结果。

关键词 固体推进剂 火箭发动机 喷管 衬套

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柔性隔热材料在装药包覆套中的应用

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作者 吕文树 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期40-41,共2页

丁睛橡胶-石棉软片是一种耐烧蚀隔热材料，通常用作固体火箭发动机燃烧室壳体的隔热层文中介绍了这种材料在装药包覆套中的应用、与一般的衬层材料相比，这种应用具有质量小，装填系数大，松弛热应力佳等优点。

关键词 固体火箭发动机 装药 柔性隔热材料 衬层

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