高固含量推进剂的热分解特性研究(2)
3.3.2 实验条件 13
3.3.3 实验结果与分析 14
3.3.4 DSC动力学分析 18
3.4 绝热加速量热仪 21
3.4.1 实验设备 21
3.4.2 实验条件 21
3.4.3 实验结果与分析 22
4 结论 24
致 谢 25
参考文献26
1 绪论
1.1 研究意义及其背景
高固含量推进剂通常包含粘合剂、氧化剂、燃烧剂，高固含量推进剂中粘合剂为硝化纤维和硝化甘油为粘合剂，氧化剂为高氯酸铵或硝胺类含能材料、燃烧剂为铝粉。高固含量推进剂具有很多优点，例如低特征信号、燃烧性能较好以及能量较高等等，高固含量推进剂被广泛的应用于战术导弹和火箭发射中[1]。但是高固含量推进剂具有较强热分解特性，易燃易爆并且有些推进剂还有强腐蚀性和毒性，在生产过程、废品销毁、储存、运输和使用过程中会由于自身热分解、热积累等作用而引发自燃自爆造成人员伤亡、财产损失、环境污染并且会影响当地的生产、生活等严重的后果。在过去的几十多年中，英、美各国的各种作战平台（包括飞机、坦克、军舰、航母）火灾事故都较频繁，弹药燃烧爆炸，并且会造成大量、财、物的损失，对环境也造成了严重的影响。
1994年4月在西昌卫星发射中心卫星厂房调试的最后一个阶段，由于助推火箭中推进剂泄漏，导致卫星爆炸，造成人员伤亡其后一年，我国在发射“亚太二号”通信卫星时，点火升空50秒后，发生爆炸，残骸落区环境大气推进剂污染，局部地区土壤受到了推进剂的严重污染，64人中毒6人死亡，造成了很大经济损失。19世纪关于推进剂引发的爆炸事故还有很多，在21世纪初的时候美国报道了1940到1999年间80多起有关固体推进剂的重大事故[4-6]。同年，乌鲁木齐的特大爆炸事故在初秋季节晚上7点半发生，经过现场勘查、调查访问和物质分析得出此次事故为意外事故。事故原因是一辆运载民兵训练使用的报废弹药车辆，因路况不良，行驶过程中太过颠簸震动，最终导致报废火箭弹药摩擦着火引起爆炸。印度一航天研究中心固体航天推进剂厂在2004年2月的一个傍晚发生爆炸事故并引发了火灾，此次事故对当地政府和人民都造成了巨大的损失，初步调查统计已经造成6人死亡10人受伤其具体伤亡人数还不只如此，同时大火烧毁的大部分的建筑物。在经过长时间的调查后发现该事故是在因搬运推进器固体燃料而引发的。
从以上众多的案列可以看出，固体推进剂在生产、使用和贮存过程中事故频发，并且事故造成的损失不可估量。因此我们在改善高固含量推进剂的综合性能同时，要更加注重高固含量推进剂的安全性，西方很多国家的军方在上世纪80年代就开始着重降低弹药感度的研究[2-4]。而高估含量热分解是推进剂燃烧时的一个关键步骤，由于自身热分解、热积累等作用而引发自燃自爆，所以对推进剂的热分解特性的研究在理论和应用上都有着重要的意义。
1.2 国内外研究现状
1.3 研究的对象及其内容
本文所要研究的是高固含量推进剂的热分解并分析其热分解特性。首先采用差式扫描量热仪（DSC）获得不同升温速率（4℃/min、6℃/min、8℃/min）下样品的放热特性曲线，进而进行动力学分析；第二部分是在此基础上采用绝热加速量热仪（ARC）测试获得样品在绝热条件下的自热曲线和压力增长曲线，进而进行绝热分解的动力学分析。在这实验结果的基础上，获得样品的热分解特性。高固含量热分解特性的研究对于推进剂在它研发、设计、生产、使用、运输、储存和销毁等等的整个生命周期中都对于它的安全性有重要的意义。