DBP 和NA 在发射药中扩散性能的分子动力学模拟
2021-02-03丁银凤丁亚军肖忠良
含能材料 2021年1期
丁银凤,梁 昊,丁亚军,肖忠良
(1. 南京理工大学化工学院,南京 210094;2. 南京理工大学特种能源材料教育部重点实验室,南京 210094)
1 引言
表面钝感是实现发射药燃烧高渐增性的常用途径之一,钝感剂通过扩散作用渗入发射药基体,在发射药表层呈由表及里下降的趋势,以降低燃烧初期的气体生成速率。当前中小口径武器所使用的钝感发射药,主要采用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、樟脑等作为钝感功能组分,取得了较好的弹道效果。但是DBP、樟脑分子量较低,在长时间贮存过程中易迁移,引起钝感剂浓度和分布的变化,对发射药的性能稳定性和使用寿命产生负面影响[1]。为降低钝感剂在发射药贮存过程中的迁移速率,提高发射药的使用寿命,目前高分子钝感剂(聚新戊二醇己二酸酯NA)已成功应用到EI 发射药(改性单基发射药)中,较高的分子量提高了发射药的长储稳定 性[2-4]。
但发射药贮存过程中,DBP 和NA 的迁移现象仍然存在,国内外主要采用显微红外光谱[5]以及激光显微共聚焦拉曼光谱[6]等实验手段测定钝感剂的浓度梯度分布数据,并依据Fick 第二定律的高斯解进行曲线拟合从而得到扩散系数,但存在耗时长、检测不准确、操作复杂等不足。目前,也有国外文献报道Bertrand R 通过等温实验确定扩散系数与温度的关系,并考虑发射药基体膨胀效应的影响,建立方程,利用AKTS-SML 软件预测扩散系数,但目前在非稳定实验条件下(例如老化期间的温度波动、膨胀效应),模拟计算钝感剂在发射药的迁移速率具有一定的局限性,而且对于其扩散的机理也没有研究[7]。……
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