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Zr/Pb3O4微膠囊化的制備及其性能

2022-04-16 06:28韓曉麗王天平易鎮(zhèn)鑫HaseenaSaeed
含能材料 2022年4期
關(guān)鍵詞:燃速造粒感度

韓曉麗,陳 雨,祁 軒,王天平,李 林,易鎮(zhèn)鑫,張 琳,李 燕,Haseena Saeed

(南京理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,江蘇 南京 210094)

1 引言

點(diǎn)火藥是指在一定的外部初始脈沖作用下能發(fā)生爆燃,產(chǎn)生高溫氣體、熱殘?jiān)橛写罅繜崃?,從而點(diǎn)燃起爆藥或煙火藥的物質(zhì)[1]。點(diǎn)火藥接受外界刺激可點(diǎn)燃下一級(jí)裝藥或?qū)崿F(xiàn)某些特定的功能,如點(diǎn)火、傳火、延期、產(chǎn)氣、作動(dòng)、爆燃轉(zhuǎn)爆轟(DDT)等。點(diǎn)火藥多為混合物,按照可燃劑的種類可分為硼系點(diǎn)火藥、硅系點(diǎn)火藥、鋯系點(diǎn)火藥以及其他點(diǎn)火藥[2]。使用黏合劑進(jìn)行造粒,可以改善點(diǎn)火藥的敏感性并提高其成分的穩(wěn)定性[3]。目前,點(diǎn)火藥的造粒方法有內(nèi)溶法、外溶法、球扁化法等[4]。這幾種方法工藝繁瑣,且影響因素較多,在膠化成球階段要考慮水藥比、溶劑比、溫度、攪拌速度等;在對(duì)球形藥的密度控制階段要考慮脫水劑、脫水時(shí)間、溫度以及攪拌速度等影響因素;由于使用的是有機(jī)溶劑,所以驅(qū)溶階段費(fèi)時(shí)且對(duì)環(huán)境不友好[4]。另外,工業(yè)化的點(diǎn)火藥造?;径际怯们懈畋P或者擠出造粒的方法[5-7],剪切過程中伴隨極大的摩擦力,經(jīng)常會(huì)造成安全事故。造粒前基本采用干混法進(jìn)行混藥,操作安全性低、易產(chǎn)生粉塵、組分間密度的差異易導(dǎo)致其混合不均勻[8]。

鋯/四氧化三鉛(Zr/Pb3O4)是一種應(yīng)用廣泛的點(diǎn)火藥,但是鋯粉本身靜電感度比較高,干燥處理安全性低;傳統(tǒng)的耐水藥采用硝化棉(NC)進(jìn)行造粒,而NC本身熱安定性差,導(dǎo)致生產(chǎn)過程中操作安全性低。基于以上考慮,本研究采用實(shí)驗(yàn)室自制的微膠囊造粒儀,通過液相連續(xù)流混合,在水相中利用SA 與Ca2+交聯(lián)生成海藻酸鈣(CA)凝膠對(duì)Zr/Pb3O4進(jìn)行包覆造粒制備CA/Zr/Pb3O4點(diǎn)火藥微膠囊,對(duì)Zr/Pb3O4粉末、CA/Zr/Pb3O4微膠囊的性能進(jìn)行了分析表征,同時(shí)與傳統(tǒng)工藝得到的點(diǎn)火藥NC/Zr/Pb3O4進(jìn)行了一些物理性能對(duì)比,這些工作可為解決當(dāng)前點(diǎn)火藥存在的均勻性、流散性、工藝一致性以及點(diǎn)火一致性差等問題提供參考。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 試劑與儀器

四氧化三鉛(Pb3O4),分析純,60 μm,上海精化科技研究所;鋯粉(Zr),分析純,5 μm,株洲潤(rùn)峰新材料有限公司;海藻酸鈉(sodium alginate,Sigma?Aldrich)、氯化鈣(CaCl2)、無水乙醇(C2H5OH),分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

微膠囊儀:實(shí)驗(yàn)室自制;數(shù)字式三維視頻顯微鏡:KH?7700 Hirox;熱重分析?差示掃描量熱儀(TG?DSC):STA 449C 德國耐馳有限公司;高速攝影儀:UX50 日本Photron;BAM 撞擊感度儀:BFH 12 愛迪賽恩有限公司;BAM 摩擦感度儀:FSKM 10 愛迪賽恩有限公司;高功率數(shù)控超聲波清洗器:KQ?200KDE昆山市超聲儀器有限公司;電子天平:PWN124ZH/E奧豪斯儀器(常州)有限公司;智能恒溫定時(shí)磁力攪拌器:B13?3 上海司樂儀器有限公司;水浴烘箱:AHX?871 南京理工大學(xué)機(jī)電總廠;電熱鼓風(fēng)干燥箱:WG 71 天津市泰斯特儀器有限公司。

2.2 實(shí)驗(yàn)過程

(1)Zr/Pb3O4粉末的混合

Pb3O4在使用前先放置水浴烘箱中24 h,烘箱溫度設(shè)置為50 ℃,然后過250 目篩。Zr 在使用前要先抽濾,之后放置水浴烘箱中24 h,烘箱溫度設(shè)置為50 ℃。Pb3O4處理好后,先過250 目篩,之后與Zr 進(jìn)行混合。具體過程:將Zr 和Pb3O4按一定的比例進(jìn)行混合,先手混一遍,再過3 遍以上150 目篩,用防靜電袋封裝,每次混藥不超過10 g。

(2)CA/Zr/Pb3O4微膠囊的制備

CA/Zr/Pb3O4微膠囊制備過程如圖1 所示。

圖1 CA/Zr/Pb3O4微膠囊制備過程Fig.1 Preparation process of CA/Zr/Pb3O4 microcapsules

具體步驟為:①配置一定濃度的SA 膠溶液,將SA膠與Zr/Pb3O4均勻混合,玻璃棒攪拌后超聲10 min;②設(shè)置儀器參數(shù),包括電壓、震動(dòng)頻率和氣壓的調(diào)節(jié);③利用N2將配置好的料液壓入儀器,儀器利用電場(chǎng)和震動(dòng)將料液均勻分散,并滴入CaCl2溶液中,SA 與Ca2+發(fā)生自聚合作用形成凝膠,對(duì)Zr/Pb3O4進(jìn)行包覆形成CA/Zr/Pb3O4微膠囊;④將微膠囊顆粒抽濾、洗滌、烘干即可。

(3)NC/Zr/Pb3O4傳統(tǒng)工藝的制備:將制備好的Zr/Pb3O4粉末與1%的NC 膠均勻混合,在機(jī)械攪拌的條件下,緩慢倒入去離子水中,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將其抽濾、洗滌、烘干,過篩。

(4)表征和性能測(cè)試

密閉爆發(fā)器實(shí)驗(yàn):參照國軍標(biāo)GJB736.16A-2019點(diǎn)火壓力?時(shí)間曲線測(cè)定,容量為25 mL,藥量為(300±2)mg,點(diǎn)火頭電阻為1.5 Ω。

藥劑形貌、粒度和球形度的表征:視頻三維電子顯微鏡。

流散性:參照國軍標(biāo)GJB5891.4-2006 安息角法。

假密度:參照國軍標(biāo)GJB1047.10-1990 假密度的測(cè)定。

TG?DSC 分析:熱重分析?差示掃描量熱儀,試樣皿為氧化鋁坩堝,CA 樣品質(zhì)量為(5±0.2)mg,Zr/Pb3O4粉末及CA/Zr/Pb3O4微膠囊樣品質(zhì)量為(1±0.1)mg,氣氛為流動(dòng)氬氣,溫度范圍為室溫至1000 ℃,升溫速率10 K·min-1。

火焰感度:參照國軍標(biāo)GJB5891.25-2006 火焰感度試驗(yàn)。采用Neyer’s D?最優(yōu)化法[9]進(jìn)行點(diǎn)火藥的點(diǎn)火感度實(shí)驗(yàn),每組實(shí)驗(yàn)15發(fā)。每發(fā)樣品量為(20±0.2)mg,壓力為60 MPa。將試樣盂放置于玻璃導(dǎo)管下方10 mm 處,用長(zhǎng)度為(100±2)mm 左右的導(dǎo)火索在一定高度處點(diǎn)燃,步長(zhǎng)取2 mm。

燃速和火焰長(zhǎng)度:高速攝影設(shè)備記錄藥劑的激光點(diǎn)火燃燒圖像。

靜電感度:參照國軍標(biāo)GJB5891.27-2006 靜電火花感度試驗(yàn),測(cè)試條件:電容為500 pF,不串聯(lián)電阻,電極間間隙為0.12 mm,氣泵壓力為3~4 MPa,電壓最高25 kV。利用Neyer’s D?最優(yōu)化法計(jì)算得到50%發(fā)火電壓,按E=0.5CU2計(jì)算靜電感度。

撞擊感度:BAM 撞擊感度儀測(cè)試藥劑撞擊感度,藥量(20±0.2)mg,落錘質(zhì)量10 kg,高度100 cm,試驗(yàn)15 發(fā)。

摩擦感度:BAM 摩擦感度儀測(cè)試藥劑摩擦感度,藥量(20±0.2)mg,試驗(yàn)15 發(fā)。

3 結(jié)果與討論

3.1 最佳配比的確定

為了探究SA 的最佳含量,對(duì)Zr/ Pb3O4及SA 含量分別為1%、2%、3%、4%的CA/Zr/Pb3O4微膠囊進(jìn)行了密閉爆發(fā)器實(shí)驗(yàn),得到p?t曲線及SA 含量與最大壓力pmax的關(guān)系如圖2 所示。從圖2 可以看出,隨著SA含量的增加,最大壓力pmax隨之減小。

圖2 Zr/Pb3O4粉末與不同SA 含量下的CA/Zr/Pb3O4微膠囊的密閉爆發(fā)器實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Closed bomb results of Zr/Pb3O4 powder and CA/Zr/Pb3O4 microcapsules with different SA contents

對(duì)未包覆的Zr/Pb3O4粉末以及SA 含量不同的CA/Zr/Pb3O4微膠囊的電容燃燒壓力隨時(shí)間的變化曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,得到不同SA 含量的最大峰壓、升壓時(shí)間和升壓速率(表1)。從表1 可以看出,與未經(jīng)包覆的Zr/Pb3O4粉末對(duì)比,在其他條件不變的情況下,當(dāng)SA 含量為1%時(shí),其對(duì)點(diǎn)火藥的影響最小,最大峰壓、升壓時(shí)間和升壓速率分別為1.41 MPa、4.89 ms、239.61 MP·s-1,均優(yōu)于其他CA/Zr/Pb3O4微膠囊。主要原因是SA 為非含能黏合劑,SA 的加入會(huì)導(dǎo)致藥劑的相對(duì)含量減少,且其具有一定的阻燃性能,因此SA 的加入會(huì)導(dǎo)致藥劑的放熱量減少,故后續(xù)試驗(yàn)均采用1% SA 的微膠囊作為研究對(duì)象。

表1 Zr/Pb3O4粉末與不同SA 含量下的CA/Zr/Pb3O4微膠囊的p?t 曲線數(shù)據(jù)處理結(jié)果Table 1 p?t curve results of Zr/Pb3O4 powder and CA/Zr/Pb3O4 microcapsules with different SA contents

3.2 微膠囊點(diǎn)火藥的形貌及粒度表征

采用數(shù)字式三維視頻顯微鏡對(duì)制備的CA/Zr/Pb3O4微膠囊和NC/Zr/Pb3O4顆粒的形貌進(jìn)行了表征,結(jié)果如圖3 所示。從圖3 中可以看出,CA/Zr/Pb3O4微膠囊顆粒均勻,大小均一(圖3a)而NC/Zr/Pb3O4的顆粒大小則不均勻(圖3b)。

圖3 CA/Zr/Pb3O4微膠囊與NC/Zr/Pb3O4顆粒的視頻三維電子顯微鏡圖像(50×)Fig.3 Video 3D electron microscope image of CA/Zr/Pb3O4 microcapsules and NC/Zr/Pb3O4 particles at 50 times magnifi?cation

采用軟件Image J 對(duì)CA/Zr/Pb3O4微膠囊和傳統(tǒng)工藝制備的NC/Zr/Pb3O4顆粒進(jìn)行粒度測(cè)試[10-11]。各隨機(jī)選取100 個(gè)顆粒進(jìn)行測(cè)試,CA/Zr/Pb3O4微膠囊和傳統(tǒng)工藝制備的NC/Zr/Pb3O4顆粒的粒徑分布如圖4所示。通過數(shù)據(jù)計(jì)算得到CA/Zr/Pb3O4微膠囊平均直徑D=517.10 μm,方差σ=44.21 μm,由此可得到95%的置信區(qū)間為(508.44,525.76),粒度比較均勻(圖4a),而傳統(tǒng)工藝制備的NC/Zr/Pb3O4分布過寬,粒度不均。(圖4b),其原因是微膠囊制備方法可以控制顆粒大小,工藝一致性較好,而傳統(tǒng)工藝制備過程沒有辦法控制顆粒大小。

圖4 CA/Zr/Pb3O4微膠囊與NC/Zr/Pb3O4顆粒的粒徑分布Fig.4 Size distribution of CA/Zr/Pb3O4 microcapsules and NC/Zr/Pb3O4 particles

3.3 球形度表征

形狀因子(shape factor)是表征顆粒形狀的參數(shù),有九種定義方法,其中圓度(circularity)是基于二維圖像分析的形狀因子定義方法,可以用來表征球形度,易于測(cè)量,可同時(shí)測(cè)量多個(gè)顆粒。圓度的形狀因子是表面積與體積比的二維等效值[12-13]。其計(jì)算公式為:

式中,Фcircularity為圓度的投影形狀因子;A為顆粒的投影面積,cm2;Prough為顆粒的全部投影周長(zhǎng),cm。

采用視頻三維電子顯微鏡得到CA/Zr/Pb3O4微膠囊的原始圖像,然后用Image J 對(duì)圖像進(jìn)行邊緣提取[14],其過程如圖5a 所示。得到每個(gè)顆粒投影面積和投影輪廓的像素后,結(jié)合MATLAB 軟件,帶入式(1)即可得到單個(gè)微膠囊顆粒的形狀因子。隨機(jī)選取20 個(gè)CA/Zr/Pb3O4微膠囊顆粒,得到其形狀因子平均值為0.90,標(biāo)準(zhǔn)方差為0.0047,證明得到的CA/Zr/Pb3O4微膠囊球形化良好。按同樣的方法測(cè)試傳統(tǒng)工藝制備的NC/Zr/Pb3O4,過程如圖5b 所示,得到的形狀因子平均值為0.77,標(biāo)準(zhǔn)方差為0.0459,說明球形度較差。其原因是微膠囊制備方法可以通過調(diào)整儀器參數(shù)控制顆粒形狀,而傳統(tǒng)工藝制備過程沒有辦法控制顆粒形狀。

圖5 CA/Zr/Pb3O4微膠囊與NC/Zr/Pb3O4顆粒輪廓提取過程Fig.5 Contour extraction process of CA/Zr/Pb3O4 microcapsules and NC/Zr/Pb3O4 particles

3.4 流散性

流散性是點(diǎn)火藥的重要物理性能之一。安息角[15]是表征粉體力學(xué)行為和流動(dòng)特性的重要參數(shù),固體粉末在自重力的作用下,自由落成圓錐體時(shí),其圓錐的母線與平面的夾角稱為安息角。藥劑的安息角越大流散性就越差,反之安息角越小流散性就越好[16]。安息角的計(jì)算公式[16]為:

式中,θ為安息角,(°);H為圓錐體高度,cm;R為圓錐體半徑,cm。

參照GJB5891.4-2006 的安息角法測(cè)定點(diǎn)火藥的流散性。稱取20.0 g CA/Zr/Pb3O4,倒入漏斗中,底面放一坐標(biāo)紙,物體自由下落至坐標(biāo)紙上形成一圓錐體,用測(cè)量工具測(cè)得圓錐體的H和R,帶入式(2)可得CA/Zr/Pb3O4的安息角。按同樣的方法測(cè)傳統(tǒng)工藝制備的NC/Zr/Pb3O4的安息角,結(jié)果見表3。由表3 可見,CA/Zr/Pb3O4的安息角比NC/Zr/Pb3O4的小,說明CA/Zr/Pb3O4微膠囊的流散性高于傳統(tǒng)造粒工藝得到的NC/Zr/Pb3O4的流散性。

表3 CA/Zr/Pb3O4微膠囊與NC/Zr/Pb3O4顆粒的安息角Table 3 Repose angle of CA/Zr/Pb3O4 microcapsules and NC/Zr/Pb3O4 particles

3.5 假密度

假密度是點(diǎn)火藥的重要物理性能之一。參照GJB1047.10-1990 的方法測(cè)定 CA/Zr/Pb3O4和NC/Zr/Pb3O4的假密度計(jì)算公式為:

式中,m為接受器與試樣的質(zhì)量,g;m0為接收器質(zhì)量,g;V為接收器容積,cm3。

采用式(3)計(jì)算CA/Zr/Pb3O4微膠囊和NC/Zr/Pb3O4顆粒的假密度,結(jié)果見表4。由表4 可見,CA/Zr/Pb3O4微膠囊的假密度略高于NC/Zr/Pb3O4顆粒,說明微膠囊化后藥劑的假密度能有一定程度的增加。

表4 CA/Zr/Pb3O4微膠囊與NC/Zr/Pb3O4顆粒的假密度Table 4 Apparent density of CA/Zr/Pb3O4 microcapsules and NC/Zr/Pb3O4 particles

3.6 Zr/Pb3O4粉末與CA/Zr/Pb3O4微膠囊的熱性能

為了探究Zr/Pb3O4粉末及其微膠囊的熱分解反應(yīng)歷程,利用熱重分析?差示掃描量熱儀(Thermogravi?metric Analysis?Differential Scanning Calorimeter,TG?DSC)對(duì)CA、Zr/Pb3O4粉末以及制備得到的CA/Zr/Pb3O4微膠囊進(jìn)行熱分析測(cè)試。,實(shí)驗(yàn)在氬氣氣氛下進(jìn)行,溫度范圍為室溫~1000 ℃,升溫速率為10 K·min-1,樣品量為(5±0.2)mg,結(jié)果如圖6 和圖7所示。

圖6 CA 的TG 曲線Fig.6 TG curve of CA

圖7 CA、CA/Zr/Pb3O4微膠囊、Zr/Pb3O4粉末的DSC 曲線對(duì)比Fig.7 DSC curves comparisons of CA、CA/Zr/Pb3O4 micro?capsules and Zr/Pb3O4 powder

圖6 表明,CA 的熱分解反應(yīng)分為5 步進(jìn)行:第一步發(fā)生在50~150 ℃,應(yīng)為CA 分解出CaCO3[17],對(duì)應(yīng)TG 曲線質(zhì)量損失約6.85%;第二步發(fā)生在170~230 ℃,對(duì)應(yīng)TG 曲線質(zhì)量損失約17.46%,對(duì)應(yīng)一吸熱峰,峰值為203.9 ℃,為CA 內(nèi)部結(jié)合水的失去[18];第三部分解發(fā)生在230~330 ℃,對(duì)應(yīng)TG 曲線質(zhì)量損失約20.04%,出現(xiàn)一個(gè)放熱峰,峰值為294.1 ℃,是主要的熱分解階段,該階段發(fā)生大分子骨架的斷裂,形成穩(wěn)定的中間產(chǎn)物,相鄰羥基以水分子形式脫去[19];第四階段發(fā)生在320~480 ℃,對(duì)應(yīng)TG 曲線質(zhì)量損失約11.25%,有一小放熱峰,峰值為438.1 ℃,表明中間產(chǎn)物進(jìn)一步分解,產(chǎn)物部分碳化,脫羧放出CO2。

圖7 是CA、CA/Zr/Pb3O4微膠囊以及Zr/Pb3O4粉末的DSC 曲線對(duì)比。由圖7 可見,CA/Zr/Pb3O4微膠囊的DSC 曲線與Zr/Pb3O4粉末的DSC 曲線基本重合,僅位于556.1 ℃的主反應(yīng)峰提前至521.5 ℃,這說明CA 包覆的Zr/Pb3O4微膠囊混合的更加均勻。觀察CA 的DSC 曲線,可以發(fā)現(xiàn)在294.1 ℃左右有個(gè)放熱峰,但這個(gè)峰在CA/Zr/Pb3O4微膠囊的DSC 曲線中并沒有出現(xiàn),推測(cè)原因可能是CA 含量過低,在CA/Zr/Pb3O4中占比過少,因此在其熱分析曲線上無法體現(xiàn)出來。

3.7 Zr/Pb3O4粉末與CA/Zr/Pb3O4微膠囊的感度性能

靜電感度、撞擊感度和摩擦感度的結(jié)果見表5。由表5 可見,Zr/Pb3O4粉末和CA/Zr/Pb3O4微膠囊的撞擊感度均大于100 J,摩擦感度都大于360 N,而CA/Zr/Pb3O4微膠囊的靜電感度(大于156.25 mJ)則大大降低。

表5 Zr/Pb3O4粉末和CA/Zr/Pb3O4微膠囊的感度結(jié)果Table 5 Sensitivity results of Zr/Pb3O4 powder and CA/Zr/Pb3O4 microcapsules

火焰感度的測(cè)試結(jié)果為,CA/Zr/Pb3O4微膠囊的發(fā)火特征高度在65.38 mm 左右,Zr/Pb3O4粉末的發(fā)火特征高度為81.83 mm 左右,說明CA 的加入會(huì)在一定程度上降低點(diǎn)火藥的火焰感度。

3.8 Zr/Pb3O4 粉末與CA/Zr/Pb3O4 微膠囊的燃速及火焰長(zhǎng)度

為了獲得Zr/Pb3O4粉末和CA/Zr/Pb3O4微膠囊的燃速和火焰長(zhǎng)度,采用高速攝影設(shè)備記錄各樣品的激光點(diǎn)火燃燒圖像,高速攝影拍攝速度為5000 幀/s。將被測(cè)樣品在60 MPa 壓力作用下壓入半透明PC(聚碳酸酯)管內(nèi),管內(nèi)徑為2 mm、外徑為30 mm、長(zhǎng)度為50 mm。利用(100±2)mm 長(zhǎng)的導(dǎo)火索點(diǎn)燃藥劑,并用高速攝影相機(jī)記錄下藥劑的燃燒過程。表6 給出了Zr/Pb3O4粉末和CA/Zr/Pb3O4微膠囊的裝藥密度及燃速,從表6 可以看出,CA/Zr/Pb3O4微膠囊的裝藥密度低于Zr/Pb3O4粉末,燃速也有所下降,證明黏合劑的加入會(huì)在一定程度影響點(diǎn)火藥的燃速;圖8 為Zr/Pb3O4粉末及CA/Zr/Pb3O4微膠囊的燃燒過程,取中段穩(wěn)定燃燒部分(長(zhǎng)度40 mm)進(jìn)行燃速計(jì)算,其中每4 mm 計(jì)算一個(gè)平均燃速,結(jié)果如圖8 所示。計(jì)算得出Zr/Pb3O4粉末燃速的標(biāo)準(zhǔn)偏差為12.04,CA/Zr/Pb3O4微膠囊燃速的標(biāo)準(zhǔn)偏差為6.86,證明CA/Zr/Pb3O4微膠囊一致性更好,燃速更穩(wěn)定;圖9 為Zr/Pb3O4粉末及CA/Zr/Pb3O4微膠囊的燃燒火焰圖,測(cè)試得出CA/Zr/Pb3O4微膠囊的火焰長(zhǎng)度最長(zhǎng)為51.7 mm,Zr/Pb3O4粉末的火焰長(zhǎng)度最長(zhǎng)為34.6 mm,說明CA/Zr/Pb3O4微膠囊的火焰長(zhǎng)度更長(zhǎng),粒子更多,證明微膠囊法制備的Zr/Pb3O4反應(yīng)更劇烈。

圖8 Zr/Pb3O4粉末和CA/Zr/Pb3O4微膠囊的燃燒過程Fig.8 Combustion process of Zr/Pb3O4 powder and CA/Zr/Pb3O4 microcapsule

圖9 Zr/Pb3O4粉末和CA/Zr/Pb3O4微膠囊的火焰長(zhǎng)度Fig.9 Flame length of Zr/Pb3O4 powder and CA/Zr/Pb3O4 mi?crocapsule

表6 Zr/Pb3O4粉末與CA/Zr/Pb3O4微膠囊的燃速Table 6 Burning rate of Zr/Pb3O4 powder and CA/Zr/Pb3O4 microcapsules

4 結(jié)論

(1)以SA 為黏合劑,通過液相連續(xù)流混合,在水相中利用SA 與Ca2+交聯(lián)生成CA 凝膠的方法成功制備出CA/Zr/Pb3O4微膠囊。 該微膠囊的平均粒度為517.10 μm,方差44.21 μm,球形度為0.90,安息角為27.44°,其粒徑均一,球形度良好,流散性好。

(2)CA/Zr/Pb3O4微膠囊的撞擊感度大于100 J,摩擦感度大于360 N 靜電感度大于156.25 mJ,其發(fā)火特征高度65.38 mm 左右,表明CA 的加入會(huì)在一定程度上影響點(diǎn)火藥的點(diǎn)火性能;高速攝影結(jié)果表明CA/Zr/Pb3O4微膠囊燃速偏差為6.86,遠(yuǎn)低于Zr/Pb3O4粉末的燃速偏差12.04,證明CA/Zr/Pb3O4微膠囊燃燒一致性好,燃速更穩(wěn)定。CA/Zr/Pb3O4微膠囊的火焰長(zhǎng)度比Zr/Pb3O4火焰長(zhǎng)17.1 mm,粒子更多。

(3)本實(shí)驗(yàn)所采用的微膠囊制備方法通過液相連續(xù)流混合,提高了藥劑混合的一致性和生產(chǎn)過程的安全性,為后續(xù)實(shí)現(xiàn)人機(jī)隔離的自動(dòng)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

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表面凹凸藥形固液火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃速特性仿真研究*
含CL-20的改性雙基推進(jìn)劑沖擊波感度
固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥動(dòng)態(tài)燃速辨識(shí)方法
粒狀碳酸鋇(BaCO3)
HNIW/GAP混合物燃速的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬
TEX對(duì)HMX的包覆降感
HMX及PBX顆粒度對(duì)撞擊摩擦感度的影響試驗(yàn)