固體推進劑分析測試原理及典型案例

《固體推進劑分析測試原理及典型案例》是一本講解火箭固體推進劑的案例教材。

基本介紹

• 中文名：固體推進劑分析測試原理及典型案例
• 作者：張煒、周星、鮑桐
• 出版時間：2016年4月
• 出版社：國防工業出版社
• 頁數：272 頁
• ISBN：978-7-118-10865-1
• 定價：52.00
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• 版次：1版1次
• 字數：333
• 中圖分類：V512

內容簡介

本書為案例式教材。本書共8章，在介紹固體推進劑性能測試及分析技術基本 原理的同時，結合套用案例，著重討論了複合固體推進劑能量性能、燃燒性能、 力學性能、貯存老化性能、特徵信號性能等表征參數的測試技術及分析方法，還 涉及了含能材料的結構及組成分析、含能材料分子及性能的計算分析等內容。 本書可作為高等院校固體推進劑專業與含能材料專業研究生的教材或參考書， 也可供從事固體推進劑及含能材料方向科研、生產的專業技術人員參考。

目錄

第1章　緒論1

1.1　固體火箭發動機的工作過程1

1.2　固體推進劑的分類2

1.2.1　按微觀相態劃分固體推進劑2

1.2.2　按組份特徵劃分複合固體推進劑3

1.2.3　按用途劃分複合固體推進劑8

1.3　對固體推進劑的基本要求14

參考文獻15

第2章　固體推進劑的能量性能16

2.1　氧化劑與燃料含量的比值16

2.1.1　假想化學式16

2.1.2　氧平衡17

2.1.3　O/F比19

2.2　化學潛能及燃燒反應的熱效應20

2.2.1　推進劑的總焓20

2.2.2　爆熱21

2.2.3　燃燒熱24

2.2.4　富燃料推進劑的理論熱值26

2.3　氣態燃燒產物的平均分子量27

2.3.1　定義27

2.3.2　計算方法27

2.3.3　套用28

2.4　特徵速度28

2.4.1　定義28

2.4.2　計算及測試原理28

2.4.3　套用案例29

2.5　比沖30

2.5.1　定義30

2.5.2　固體火箭發動機的地面熱試車30

2.5.3　固體推進劑比沖的理論分析35

2.5.4　固體火箭衝壓發動機的直連式試驗37

2.5.5　水衝壓發動機的直連式地面試驗40

2.5.6　固液混合火箭發動機的地面試驗42

2.6　推進劑能量性能的熱力學計算46

2.6.1　目的46

2.6.2　計算原理46

2.6.3　套用案例53

參考文獻55

第3章　固體推進劑的燃燒性能56

3.1　固體推進劑的燃燒特徵56

3.1.1　固體推進劑的燃燒特點56

3.1.2　固體推進劑的燃燒歷程56

3.2　固體推進劑的熱分解特性57

3.2.1　熱分析技術57

3.2.2　套用案例62

3.3　固體推進劑的燃燒性能參數72

3.3.1　燃速72

3.3.2　燃速壓強指數81

3.3.3　燃速溫度敏感係數82

3.4　含能材料燃燒性能分析技術82

3.4.1　燃燒波溫度分布82

3.4.2　燃燒火焰結構86

3.4.3　顆粒燃燒特性89

參考文獻94

第4章　固體推進劑的力學性能96

4.1　複合固體推進劑的力學性能特徵96

4.1.1　複合固體推進劑的力學性能特徵96

4.1.2　複合固體推進劑的粘彈性96

4.1.3　複合固體推進劑力學性能的時－溫等效原理97

4.2　巨觀力學性能測試方法97

4.2.1　單軸試驗97

4.2.2　動態試驗101

4.2.3　雙軸拉伸試驗102

4.2.4　主曲線105

4.3　熱固性基體特性的表征方法110

4.3.1　交聯密度及凝膠百分數110

4.3.2　交聯點間平均分子量114

4.3.3　粘合劑基體的表面特性114

4.4　填料或基體表面特性、填料－基體界面特性的表征方法115

4.4.1　基本概念115

4.4.2　填料的粒度及比表面積116

4.4.3　接觸角法118

4.4.4　反相氣相色譜法121

4.4.5　DMA法123

4.4.6　複合固體推進劑中主要組份的表面特性124

4.4.7　複合固體推進劑的主要界面特性128

參考文獻133

第5章　固體推進劑的貯存老化性能135

5.1　概述135

5.2　複合固體推進劑老化機理的研究方法136

5.2.1　微觀形貌法（SEM） 136

5.2.2　紅外光譜法137

5.2.3　計算化學法140

5.2.4　組份遷移或關鍵組份消耗法140

5.3　貯存老化試驗141

5.3.1　自然貯存試驗141

5.3.2　加速老化試驗141

5.4　貯存期預估149

5.4.1　固態推進劑貯存期預估的基本方法150

5.4.2　雙基推進劑貯存期預估的數學模型151

5.4.3　複合固體推進劑貯存期預估的數學模型153

5.5　絕熱層－襯層－推進劑界面的老化規律157

5.5.1　試件及取樣位置157

5.5.2　表征方法158

5.5.3　套用案例159

參考文獻165

第6章　固體推進劑羽流的特徵信號166

6.1　基本概念166

6.1.1　火箭排氣羽流的特徵信號166

6.1.2　煙霧166

6.1.3　高溫燃燒產物及二次燃燒引起的輻射168

6.1.4　能見度169

6.1.5　雷達波的吸收169

6.2　固體推進劑羽流特徵信號的測試170

6.2.1　羽流的光學透過率測試171

6.2.2　羽流的紅外輻射測試177

6.2.3　羽流的微波衰減測試179

6.3　固體推進劑羽流特徵信號的計算182

6.3.1　計算原理182

6.3.2　案例分析185

6.3.3　降低固體火箭發動機特徵信號的技術淺析190

參考文獻190

第7章　含能材料的結構及組成分析192

7.1　形貌分析192

7.1.1　光學法分析192

7.1.2　掃描電鏡分析195

7.1.3　透射電鏡分析197

7.2　組成分析199

7.2.1　掃描電鏡/能譜分析199

7.2.2　X射線光電子能譜分析201

7.2.3　元素分析204

7.2.4　光纖光譜分析205

7.2.5　氣相色譜分析206

7.2.6　高效液相色譜分析208

7.3　晶態及晶態組成分析210

7.3.1　基本原理210

7.3.2　套用案例211

7.4　基於紅外的特徵基團分析212

7.4.1　基本原理212

7.4.2　套用案例212

7.5　推進劑燃燒產物的採集與分析215

7.5.1　推進劑燃燒產物的採集216

7.5.2　推進劑燃燒產物的分析218

參考文獻224

第8章　含能材料分子及性能的計算分析225

8.1　含能材料的平衡分子構型及性能分析225

8.1.1　呋咱類高氮化合物的平衡分子構型及性能分析225

8.1.2　PBT共聚物的平衡分子構型229

8.1.3　PBT共聚物用增塑劑的平衡分子構型232

8.1.4　HTPB固化膠片弱鍵斷裂的理論分析234

8.2　含能材料的性能計算236

8.2.1　生成焓236

8.2.2　含能材料的爆轟性能244

8.2.3　PBT無規共聚物的性質245

8.2.4　增塑劑的性質247

8.3　分子間相互作用的計算研究248

8.3.1　AP/RDX/Al/HTPB推進劑中硼酸酯鍵合劑的作用248

8.3.2　PBT無規共聚物與增塑劑的相互作用256

8.3.3　PBT無規共聚物與填料晶面的相互作用260

參考文獻267

附錄　英語縮略語說明270