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本文研究了老化对火工药剂的性能和结构变化的影响,总结火工药剂的性质变化规律,分析导致含能药剂性能变化的结构因素,掌握结构变化与性能波动之间的变化规律,为火工药剂性能评估、工艺优化和寿命预估等工作提供依据。本文在湿热的老化环境下,选择典型的三种火工品用药剂:钨系延期药、叠氮化铅和四氮烯进行湿热老化实验研究,开展了药剂性能变化的指标化表征,并通过结构表征和理论模拟,研究了钨系延期药的老化机理。设计并构造了实验用湿热系统。采用吸湿率、导热系数、延期时间参数定量描述药剂在湿热环境下的吸湿性、导热性、燃烧性能的变化,并利用称重法、HotDisk热常数分析仪以及光电法进行测定。实验说明:(1)延期药具有吸湿性,吸湿率随着时间增长而增加;(2)温度升高,延期药的吸湿率降低;(3)钨系延期药导热系数变化与吸湿率变化具有一致性,说明导热系数可以反映药剂的吸湿性;(4)湿热环境下,延期体的延期时间发生漂移,随着时间的增长,比未长储时增大;温度单因素作用于延期体,升高温度使延期时间减少。对钨系延期药组成成分:钨、铬酸钡、高氯酸钾进行湿热实验,结果说明:钨在湿热环境下是吸湿性最强、导热系数变化最大的组分,最终影响延期药的燃烧性能。并采用X-射线光电子能谱法对高温高湿环境下可能发生化学变化的钨进行表征,发现钨易被氧化生成WOx,使高温高湿下的延期时间增长;高温单因素作用于钨,并没有检测到明显的氧化,对应的延期药高温下延期时间最短。利用Material Studio模拟水和钨晶体表面的相互作用,从分子水平说明了水和钨之间的电子转移现象。采用DTA热分析方法,研究了高温高湿、常温高湿、高温三种条件下钨系延期药的热性能变化。结果说明:药剂吸湿性大,温度高,导热性大,药剂燃烧预点火反应区、放热反应区向低温度区位移。研究了叠氮化铅和四氮烯高温高湿环境的长储特性。实验结果说明:(1)叠氮化铅在高温高湿长储会发生分解反应,质量下降,导热系数降低,药剂的半导体桥发火感度降低;(2)高温高湿环境下,四氮烯长储主要发生吸湿现象,且吸湿性强,吸湿率随时间增长而增大,导热系数随之增大,药剂的半导体桥发火感度提高;(3)FT-IR光谱分析表明药剂性能变化的原因:试样对于水的吸收,以及在水作用下的分解。