[发明专利]一种火工药剂高温环境适应性试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种火工药剂高温环境适应性试验方法，通过试验的方法获得火箭、导弹、飞船、卫星等飞行器中火工装置的火工药剂在某一高温环境条件下的适应能力，包括物理性能、化学性能、爆炸性能，属于火工品技术领域。

背景技术

火工药剂是火工装置专用的特种含能材料，它的作用是接受火工装置换能元件给出的微弱刺激能量，发生快速化学反应，释放燃烧、爆燃或爆炸能量，使火工装置实现解锁、分离、展开、驱动、切割等预定功能。火工药剂是一类性能极为特殊的含能材料，对比其他种类的含能材料，火工药剂不仅是炸药序列中最为敏感的含能材料，还具有独特的爆炸、燃烧特征，火工药剂高温环境适应性是指火工药剂在某一个预示高温环境条件下适应能力。

过去，火工装置经历高温环境不超出40℃，其内部火工药剂的环境温度要求也仅局限于40℃范围内。随着深空探测技术的迅速发展，一些飞行器开始面临预示高于100℃的高温环境，甚至更为恶劣，为此，飞行器系统对火工装置提出了更高的热环境温度要求，这实质上是对火工药剂的高温环境适应性提出了更高要求。随着高温环境的加严，火工药剂独特的爆炸、燃烧特征显得倍受关注，一方面超出了现有高温环境验证试验有关标准的适应范围，另一方面为试验人员测试分析火工药剂高温环境适应性增加了危险性，因此，如何安全、简单、有效地分析各类火工药剂在高于100℃的高温环境适应性，成为了一项技术难点。

对于现有分析方法，主要通过采用GJB737.1-89《火工品药剂试验方法真空安定性试验压力传感器法》对火工药剂在经历范围为100℃~150℃高温环境后的安定性变化进行分析，其控温时间为48小时，合格判据是热分解产气量不大于2ml。该方法仅能从热分解反应角度分析火工药剂化学性能的高温环境适应能力，尚不能对火工药剂的物理性能、爆炸性能进行高温环境适应性分析。对于火箭、导弹、飞船、卫星等飞行器中火工装置而言，不仅需要分析火工药剂化学性能的高温环境适应性，也需要分析火工药剂物理性能和爆炸性能的高温环境适应性，为此，需要发明一种火工药剂高温环境适应性试验方法，使得能够从火工药剂物理性能、化学性能、爆炸性能三个角度出发，全面分析火工药剂对某一个预示高温环境的适应能力。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种火工药剂高温环境适应性试验方法，该方法能够对火工药剂高温环境适应性进行全面、准确分析，通用性强。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种火工药剂高温环境适应性试验方法，步骤如下：

（A）对同批次火工药剂进行取样、分装；

（B）采用火工药剂性能随温度变化测试方法对火工药剂的物理性能和化学性能在预示高温环境下的适应性进行试验，具体方法如下：

（a）将由盖子、坩埚、加热块和热电偶组成的差示扫描量热仪放置在密闭环境内，称取0.5mg火工药剂试样和等量参比物轻放于敞开的坩埚中；

（b）打开差示扫描量热仪，设定火工药剂试样的加热起始温度和加热终止温度，加热块从加热起始温度以5℃/min的变温速率给火工药剂试样和参比物进行升温直至升温至加热终止温度；

（c）利用热电偶测试火工药剂试样和参比物的温度并显示在差示扫描量热仪的控制终端上，然后根据差示扫描量热仪控制终端上的显示温度，每隔10℃利用高清数码相机对火工药剂试样进行拍摄一次，并按顺序记录每张照片所对应的温度；

（d）利用高清数码相机连续拍摄的照片对比分析火工药剂试样颜色、体积、颗粒大小等物理性能随温度的变化情况，同时利用差示扫描量热仪测试的热分解曲线分析火工药剂试样化学性能随温度的变化情况；

（e）得到火工药剂在预示高温环境下的物理性能和化学性能试验结果；

（C）利用火焰感度试验导火索法测定压实状态火工药剂试样在常温临界点火距离的火焰感度和预示高温临界点火距离的火焰感度，将常温和预示高温条件下临界点火距离的火焰感度数据进行线性化处理，得到火焰感度变化百分比；

（D）利用点火压力－时间曲线测定法测定常温和预示高温条件下压实状态火工药剂试样的压力—时间曲线，将常温和预示高温条件下临界点火距离的压力—时间曲线进行线性化处理得到压力峰值平均值变化百分比；

（E）根据步骤（C）得到的火焰感度变化百分比和步骤（D）得到的压力峰值平均值变化百分比测定火工药剂爆炸性能在预示高温环境下的适应性。