硼粉的硝铵包覆与性能研究(2)
许多研究表明，使用适当的方法，改善含硼推进剂中硼颗粒的燃烧环境，可以推进剂的燃烧效率获得有效的提高[3]。最为常见的改性方法有两种：(1)用高热值添加剂包覆硼颗粒，通过包覆剂与氧化硼的反应，或者包覆物自身的放热反应使氧化层熔化，达到去除氧化层的效果；另外，改善含硼推进剂的燃烧性能的额外方法，在于向推进剂中加入易燃的高热值金属，或者加入高能粘结剂，可以升高推进剂的燃烧温度；同样道理，使用增大氧化剂与燃料两者反应的放热值的方法也同样可行。
对炸药晶体的性能进行优化所最常用的方法是重结晶。重结晶这一手段可用于炸药的单质提纯、晶体的颗粒细化并改进晶体的形态等方面，使得炸药晶体的各项应用性能，如感度、热安定性以及爆炸威力等得到改进，使之能够更加符合使用要求。理论与实践均有证明，结构完整、粒度均匀、外形规整的球形化炸药晶体具有更好的流散性，感度较低，拥有较高的堆积密度。
溶剂的种类、溶液的过饱和度、结晶温度、溶液的pH、搅拌的强度、添加剂以及超声波的作用都会对结晶的形态产生影响[4]。因此，可以采用通过控制重结晶过程中的各种相关因素的方式，来影响并改善炸药晶体的形态与结构，从而使之在应用方面得到增强。
由于现代大部分的炸药均为有机化合物，此类物质与无机化合物晶体水溶液相比的生长不同点在于，炸药晶体可选择多种不同的有机溶剂，而非无机物晶体单一的水溶剂。溶质与溶剂两者之间的相互作用不仅会影响着溶质在的溶液中的溶解度，同时也会对晶体的生长形态产生很大的改变。从理论方面进行推测，这可能是由于在晶面上的溶质分子和溶剂分子之间具有较强的吸附作用，此作用会影响重结晶晶体的生长速率。与此同时，不同的溶剂也会导致溶液中生长的晶体面的网密度存在一定的差异，并进一步影响晶体的生长形态。此外，溶剂极性有无以及大小，也会对重结晶的HMX 晶型产生影响：改变溶剂的极性，晶体的生长环境就也会产生变化，那么最终所得晶体的晶型便也会随之而变化。因此在选择使用的溶剂时，溶剂的极性同样也是必须要到考虑的因素之一[5]。
1.2 推进剂组分简介
推进剂的组分，详细分为氧化剂、粘合剂、键合剂、增塑剂、燃烧剂、工艺助剂、安定剂、功能助剂共八个部分。
(1)氧化剂：作为固体推进剂最主要的成分之一，推进剂中所含的氧化剂的质量大约为57％～71％。氧化剂其本身的性质也会对推进剂的性能产生至关重要的影响。氧化剂作用在于，为推进剂燃烧反应中提供所需要的氧。同时，通过改变氧化剂的粒度大小，可以获得控制贫氧推进剂燃速度的效果。氧化剂中所含有的有效含氧量须要有足够高，并具有着尽可能高的密度，以及尽可能高的生成焓，并且分解时产物应全部为气体，不能留下固态燃烧产物，在加工、储存时，也必须要拥有良好的好物理、化学安定性。一般常用的氧化剂有AP(高氯酸胺)、AN(硝酸铵)；高能硝胺氧化剂，如RDX(黑索金)、HMX(奥克托今)等；而新一代的高能量、高密度氧化剂的典型代表，则包含CL-20(吹冰硝基吹冰氮杂异伍兹烷)、AND(二硝酰胺铵)、HNF(硝仿肼)等一系列最前沿的研究成果[6]。
(2)粘合剂：粘合剂是一些高分子化合物，可以将推进剂中的其他组分相互粘结起来形成成质地均匀、性能稳定的整体，并赋予其理想的力学性能。粘合剂使得固体推进剂形成具有连续性的稳定基体，并在贫氧推进剂燃烧的过程中与之一并燃烧以增强能量的释放。推进剂的工艺、力学性能，以及能量高低的水平，均与粘合剂的性质有重大的相关性。目前在各领域得到广泛应用的粘合剂包括容易加工压制的热塑性高分子，以及可通过进行固化交联的反应形成热固性弹性体的热固性高分子两大类[7]，举例来说，前者有PVC（聚氯乙烯）、硝化纤文素，后者有如聚丁二烯聚氨酯、聚醚聚氨酯这些聚氨酯等。为了提高推进剂所含的能量，可使用含能粘合剂进行推进剂的合成，这一项目也成为了推进剂领域研究所关注的重点之一。较为重要且有良好应用前景的含能热塑性弹性体粘合剂体系，是含能氧杂环丁烷-环氧乙烷体系。这一体系的典型代表有：GAP(聚叠氮缩水甘油醚)、BAMO[3，3-双(叠氮甲基)环氧丁烷]、AMMO(3-叠氮甲基-3-甲基环氧丁烷)、BNMO[3，3-双(硝酸酯甲基)环氧丁烷]、NMMO(3-硝酸酯甲基-3-甲基环氧丁烷)、硝胺基环氧丁烷、二氟氨基环氧丁烷等。