含能油墨配方设计及其在微孔装药中的应用 .pdf

ｄｏｉ１０. ３９６９/ ｊ. ｉｓｓｎ. １００１-８３５２. ２０１５. ０５. ００１ 含能油墨配方设计及其在微孔装药中的应用 ❋ 沈龙生 代 骥 叶迎华 胡 艳 南京理工大学化工学院江苏南京,２１００９４ [摘 要] 为优化微装药方法及设计合适的含能油墨配方,将喷墨打印装药和湿法压装两种装药方法结合起来, 发现装药密度得到明显提高,装药均一性较好。 采用激光点火方式,结合高速摄影和 Ｘ 射线衍射ＸＲＤ等对微孔 燃烧过程及其燃烧产物进行分析,获得了含能油墨中载体种类、纳米 Ａｌ/ ＣｕＯ 含量和 Φ 值对微孔燃烧的影响规律。 发现硝化棉ＮＣ不但有很好的油墨性能、装药性能,而且点火燃烧性能良好。 得到以下结论载体为 ＮＣ 且质量分 数为 ７. ５％,Ａｌ/ ＣｕＯ 的 Φ 值为 １. ６,初步测得最优配方下平均冲量约为 １４５ μＮ􀅰ｓ。 [关键词] 喷墨打印；纳米 Ａｌ/ ＣｕＯ；含能油墨；微装药 [分类号] ＴＪ４５０；ＴＱ０３８ 引言 目前用于卫星姿轨控的推进系统主要有气体推 进、液体推进、脉冲等离子体推进以及冷气推进等几 大类[１]。 Ｌｏｎｄｏｎ[２]小组研究了氧气和甲烷二元气 体混合推进器,该推进技术响应慢,对气密性要求较 高。 Ｋｈｌｅｒ 等[３]研究的冷气推进器包括 ４ 个电磁阀 和 ２ 个过滤器,结构较为复杂。 由于附带阀门、管路 与可动部件,大多推进系统存在推进剂泄漏的隐患, 而且系统的响应时间长、推重比小,不适合微小卫星 姿轨控所需 １０ －６ １０ －４Ｎ􀅰ｓ 冲量的微推进要求。 基于 ＭＥＭＳｍｉｃｒｏ￣ｅｌｅｃｔｒｏ￣ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ技术的 固体化学微推进阵列无可动部件,不存在泄漏问题； 同时,由于采用 ＭＥＭＳ 技术,容易实现阵列式集成, 可重复控制点火,而且通过改变推进剂种类和药量 实现推力可调,功耗低。 微推进器阵列可表贴于微 小卫星的不同方向上,任意组合多个单元点火,借助 程序点火控制达到灵活作用的目的。 因此,开展固 体化学微推进器装药研究意义十分重大。 推进剂是微推进器的诈功工质,关系着微推进 器的安全性和推进性能。 Ｃｈａａｌａｎｅ 等[４]测试了微推 进器中装填约 ７ ｍｇ ＤＢ双基药 ＋ ３０％ ＢＰ黑火 药复合药剂,产生总冲约为 １. １３ ｍＮ􀅰ｓ。 Ａｌｉ 等[５] 报道在石英推进器中装填 ＤＡＡＴＯ３. ５６￣氨基￣１,２, ４,５￣四嗪,产生的总冲约为 ３２ ｍＮ􀅰ｓ,仅达到理论 比冲的 １４％。 Ｚｈａｎｇ[６]团队研究了一种装药为 ＢＰ 的微推进器,最大推力为 ０. ３８ Ｎ。 Ａｐｐｅｒｓｏｎ 等[７]测 试了 Ａｌ/ ＣｕＯ 在不同装药密度下的燃烧性能,发现 装药密度不同时反应机理发生变化,但密度对总冲 量基本没有影响。 南京理工大学沈瑞琪团队自 ２０００ 年起一直致 力于基于 ＭＥＭＳ 的固体微推进技术研究,何赞[８]、 陈默[９]、余协正[１０]、王成玲[１１]等分别研究了“三明 治”结构的固体微推进器。 在他们的研究中,分别 采用了 ＬＴＮＲ斯蒂芬酸铅、ＮＨＮ硝酸肼镍、ＡＰ/ ＮＣ高氯酸铵/ 硝化棉、ＧＡＰ聚叠氮缩水甘油醚、 ＡＰ/ ＨＴＰＢ/ Ａｌ高氯酸铵/ 端羟基聚丁二烯/ 铝、ＡＰ/ ＮＨＮ、纳米铝热剂等作为推进剂,并测试了相应的性 能参数。 研究中发现,由于药室直径较小,常用的压 装装药方法不再适用,必须研究新的微装药方法。 此外,阵列中不同单元推进剂的装填量和密度控制 比较困难,需要优化推进剂的装药方法,保证每一个 单元装药量和装药密度的均匀,并能稳定燃烧。 １ 试验过程 １. １ 含能油墨配方设计 含能油墨主要由含能组分、油墨载体和溶剂等 组成。 其中含能组分的种类、粒径、Φ 值及油墨载 体种类和含量是含能油墨性能的主要影响因素。 试 验将载体先溶解在乙酸丁酯和异丙醇中超声形成油 墨,再加纳米 Ａｌ/ ＣｕＯ 超声,即可得到性能均一的含 能油墨。 试验初步研究了 ＮＣ、ＰＶＢ聚乙烯醇缩丁 醛和 ＧＡＰ ３ 种含能载体和不同 Φ 值的纳米 Ａｌ/ ＣｕＯ 对含能油墨在微孔装药下燃烧性能的影响。 􀅰１􀅰２０１５ 年 １０ 月 含能油墨配方设计及其在微孔装药中的应用 沈龙生,等 ❋ 收稿日期２０１５￣０２￣０２ 基金项目江苏省自然科学基金青年基金项目ＢＫ２０１４０７８８；预研基金项目９１４０Ａ０５０７０１１４ＢＱ０２０７３ 作者简介沈龙生１９８９ ,男,硕士,主要研究微推冲阵列装药研究。 Ｅ￣ｍａｉｌｓｌｓ１８２０５１４１５３２＠１６３. ｃｏｍ 通信作者叶迎华１９６２ ,女,博导,教授,主要从事 ＭＥＭＳ 火工品技术研究。 Ｅ￣ｍａｉｌｙｙｉｎｇｈｕａ＠ ｎｊｕｓｔ. ｅｄｕ. ｃｎ １. ２ 油墨载体的设计 １. ２. １ 药剂 Ａｌ阿拉丁试剂,１００ ｎｍ；ＣｕＯ常温固相法制 备,１００ ｎｍ；ＮＣ氮元素质量分数为 １２. ７％；ＰＶＢ广 东华凯塑胶有限公司,粒径为 ０. ３０ １. ５２ ｍｍ； ＧＡＰ黎明化工研究设计院有限责任公司,相对分子 质量 ３ ８００,羟值ＫＯＨ２８. ５２ ｍｇ/ ｇ,水分质量分数 ０. ０２％。 １. ２. ２ 装药和点火分析 将制备好的载体质量分数 １０％ 的含能油墨通 过多次喷墨打印装药,完成孔径为 ０. ７ ｍｍ、孔深为 １. ０ ｍｍ 的 １０ １０ 阵列药室装药,先在非真空下 ８０ ℃烘 ４ ｈ,然后在真空条件下 ８０ ℃烘 ８ ｈ,通过激光 点火分析其燃烧性能。 试验结果如图 １ 所示。 图 １ 中ａ、ｂ和ｃ 分别对应的是载体为 ＧＡＰ、ＰＶＢ 和 ＮＣ 的装药点火 燃烧过程图片。 高速摄影拍摄的帧率为 ２０ ０００ 帧/ 秒,每 ２ 张图片的间隔为 ０. ２５ ｍｓ。 由试验可以发 现,载体 ＧＡＰ 燃烧持续 ３. ７５ ｍｓ,燃烧火焰长度约 １ ｃｍ,微孔药室中还有未燃烧的药柱,燃烧出现熄灭 现象；载体 ＰＶＢ 燃烧完全,有效火焰长度约为３ ｃｍ, 燃烧时间约为 ３２ ｍｓ,燃烧过程不稳定；载体 ＮＣ 燃 烧完全,火焰长度约 ４ ｃｍ,燃烧时间约为 ２０ ｍｓ,燃 烧效果较好。 图 １ ３ 种载体配方点火燃烧效果图 Ｆｉｇ. １ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｒｅｎｄｅｒｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｃａｒｒｉｅｒｓ 综上所述,载体 ＧＡＰ 虽然有很好的油墨性能, 但制备成含纳米 Ａｌ/ ＣｕＯ 的含能油墨后点火和燃烧 性能不好；载体 ＰＶＢ 易团聚,不容易和药剂混合均 匀,燃烧过程不稳定；载体 ＮＣ 具有良好的油墨、点 火和燃烧性能。 所以选择 ＮＣ 作为油墨载体。 １. ３ 装药方法的优化设计 针对药室直径小于 １ ｍｍ 尺度下的装药方法, 尝试了湿法压装和喷墨打印装药两种方法。 试验发 现,湿法压装均一性较差,受到人为影响因素较多, 而喷墨打印装药由于油墨干燥过程中溶剂的挥发, 造成装药密度偏小,不利于燃烧的持续性。 因此,本 文将喷墨打印装药和湿法压装结合,改进了装药方 法。 具体装药步骤如下 １将通过喷墨打印装药装好的阵列药室在 ８０ ℃下干燥 ４ ｈ,让溶剂尽可能多地挥发掉； ２用特殊设计的喷头替换喷墨打印装药中贮 药器,通过控制喷墨打印装置 Ｚ 轴的运动行程,实 现定高压药； ３调整 ＰＣ 端装药参数中的喷墨长度和位置, 进行第二次装药,然后重复步骤 １； ４重复步骤 ２ 和步骤 ３,直至完成装药。 采用改进后的装药方法进行微孔装药的效果如 图 ２ 所示。 ａ阵列室 ｂ单元药室 图 ２ 装药效果图 Ｆｉｇ. ２ Ｃｈａｒｇｅ ｒｅｎｄｅｒｉｎｇｓ 表 １ 为不同装药次数对装药密度的影响。 由表 １ 可以发现,多次喷墨打印装药后装药密度明显提 高。 １０ １０ 阵列药室的规格孔径为 ０. ７ ｍｍ、孔深 为 １. ０ ｍｍ。 表 １ 喷墨打印装药密度分析 Ｔａｂ. １ Ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｎｋ￣ｊｅｔ ｃｈａｒｇｅ 次数装药量/ ｍｇ装药密度/ ｋｇ􀅰ｍ －３ 一次装药０. ２６２ ５６４５. ０４ 二次装药０. ３００ ０７３７. １９ 三次装药０. ３２５ ０７９８. ６２ ２ 试验结果与讨论 ２. １ Φ 值对燃烧过程的影响 对于铝热剂 Ａｌ/ ＣｕＯ 的反应方程式如下 ２Ａｌ ＋３ＣｕＯ→Ａｌ２Ｏ３＋３Ｃｕ。１ 为更好地描述不同配比下 Ａｌ/ ＣｕＯ 热反应性 􀅰２􀅰 爆 破 器 材 Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ 第 ４４ 卷第 ５ 期 能,引入 Φ 值的概念,用 Φ 值来衡量反应的计量。 Φ 值的计算如下式 Φ ＝ ＭＦ１/ ＭＯ１ ＭＦ２/ ＭＯ２。 ２ 式中ＭＦ１和 ＭＦ２分别表示还原剂的实际质量和反应 中的摩尔质量；ＭＯ１和 ＭＯ１分别表示氧化剂的实际质 量和反应中的摩尔质量。 Φ 值的物理意义当 Φ ＝ １ 时,表示反应按照化学计量比进行；当 Φ １ 时,表 示 Ａｌ 过量；Φ １ 时,表示 ＣｕＯ 过量。 试验拟定 ＮＣ 质量分数为 ７. ５％,采用了 ５ 种不 同的 Φ 值,为 ０. ８、１. ０、１. ２、１. ６ 和 ２. ０。 其中激光 参数为波长为 ５３２ ｎｍ,能量约为 １８０ ｍＪ。 激光点 火时在微孔的正前方 ２ ３ ｃｍ 挡一块载玻片,一方 面防止含能油墨燃烧过程灼热粒子喷射,污染聚焦 透镜；另一方面可以将燃烧产物留在载玻片上,为产 物检测试验提供原料。 ２. １. １ 激光点火方式下的燃烧过程比较 Φ 值为 ０. ８、１. ０、１. ２ 和 ２. ０ 的激光点火结果如 图 ３ 所示。 Φ 值为 １. ６ 的激光点火燃烧过程如图 １ ｃ所示。 图片以列为顺序,每 ２ 张图片间隔为 ０. ２５ ｍｓ。 试验结果表明,随着 Φ 值从 ０. ８ 增大为 １. ６ 时,含能油墨的燃烧性能变好,火焰长度和燃烧 时间都随之增长。 当 Φ 值继续增大到 ２. ０ 时,火焰 灼热粒子明显增多,有效火焰长度减小,燃烧时间明 显 缩短。这是由于随着Φ值增大,Ａｌ含量增多,药 图 ３ 不同 Φ 值下的燃烧效果图 Ｆｉｇ. ３ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｒｅｎｄｅｒｉｎｇｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Φ ｖａｌｕｅｓ 剂的威力越来越猛,燃烧速率越来越快。 具体 Φ 值 下的燃烧特性如下当 Φ 值为０. ８时,燃烧只持续 ４. ５ ｍｓ,之后火焰熄灭,火焰长度不到 １. ０ ｃｍ,燃烧 后微孔药室中还残留有药柱,这是由于 Φ 值低于 １. ０时,ＣｕＯ 过量,药剂偏钝感,不利于反应的持续 性；同样当 Φ 值为 １. ０、１. ２、１. ６ 和 ２. ０ 时燃烧时间 分别 １１. ０、１６. ５、２０. ０ ｍｓ 和 １０. ０ ｍｓ,火焰长度分别 约为 ３、３、５ ｃｍ 和 ４ ｃｍ。 ２. １. ２ 燃烧产物的 ＸＲＤ 分析 收集点火后的微孔中的残留物和载玻片上的产 物,通过 ＸＲＤ 分析其产物成分。 发现当 Φ 值为 １. ６ 以上时,燃烧产物只有 Ｃｕ 和 Ａｌ２Ｏ３；Φ 值为 １. ２ 和 １. ０时,燃烧产物含有部分的 Ｃｕ２Ｏ；Φ 值为 ０. ８ 时, 由于药柱燃烧不完全,产物中除了有 Ｃｕ、Ａｌ２Ｏ３和 Ｃｕ２Ｏ 外,还有 ＣｕＯ。 图４ 为 Φ 值为１. ２ 和１. ６ 时燃 烧产物 ＸＲＤ 图谱。 ＸＲＤ 结果表明,随着 Φ 值减小, 纳米铝粉含量少,含能油墨反应不完全,有部分的 Ｃｕ２Ｏ 和 ＣｕＯ 存在。 因此,最优 Φ 值为 １. ６。 图 ４ Φ 值为 １. ２ 和 １. ６ 时燃烧产物 ＸＲＤ 图谱 Ｆｉｇ. ４ ＸＲＤ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｗｉｔｈ Φ ＝１. ２ ａｎｄ Φ ＝１. ６ ２. ２ ＮＣ 含量对燃烧性能的影响 在 Φ 值为 １. ６ 时,设计 ＮＣ 质量分数为 ０、 ２. ５％、５. ０％、７. ５％、１０. ０％ 和 １５. ０％ 的 ６ 种配方。 其中不含 ＮＣ 组用干法装药,其余通过多次喷墨打 印装药。 试验结果发现ＮＣ 质量分数为 ０ 和 ２. ５％ 时, 纳米铝热剂的燃烧属于爆燃,高速摄影拍摄的照片 中灼热粒子比较多,基本没有火焰持续阶段,整个过 程燃烧时间极短,约为 １. ０ ｍｓ 左右；ＮＣ 质量分数为 １５. ０％ 时,点火性能不佳,点火成功率为 ０。 其中 ＮＣ 质量分数为 ２. ５％、５. ０％、７. ５％ 和 １０. ０％ 时激 光点火过程如图 ５ 所示。 以行为顺序,第一行是点 火开始阶段,第二行是火焰持续阶段只截取前 １. ２５ ｍｓ,第三行是火焰熄灭阶段,每张图片间隔 ０. ２５ ｍｓ,随着 ＮＣ 含量的增加,含能油墨的燃烧性 􀅰３􀅰２０１５ 年 １０ 月 含能油墨配方设计及其在微孔装药中的应用 沈龙生,等 能越来越好,激光感度越来越低。 发现 ＮＣ 质量分 数为 ７. ５％时,药剂的燃烧性能最佳。 图 ５ 不同 ＮＣ 质量分数时含能油墨的燃烧特性 Ｆｉｇ. ５ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ＮＣ ２. ３ 最优配方下冲量测量 用 Φ 值为１. ６,载体 ＮＣ 质量分数为７. ５％的含 能油墨,采用湿法压装和喷墨打印装药方法相结合, 实现直径为０. ７ ｍｍ、高度为１. ０ ｍｍ 的１０ １０ 阵列 药室装药,通过 Ｈ７０Ｅ 胶一种导热绝缘胶将微孔 药室层和喷口层孔径为 ０. ４ ｍｍ,孔深为 ０. ３ ｍｍ 键合,获得带有微喷孔的药室阵列,采用微推力测试 装置,初步测试了推力和冲量。 ５ 次测量微孔燃烧 时产生的冲量平均约为 １４５ μＮ􀅰ｓ。 ３ 结论 １多次喷墨打印装药能有效提高装药密度,装 药安全方便,均一性较好。 ２载体 ＧＡＰ 虽然有很好的油墨性能,但制备成 含纳米 Ａｌ/ ＣｕＯ 的含能油墨后点火和燃烧性能不 好；载体 ＰＶＢ 易团聚,不容易和药剂混合均匀,燃烧 过程不稳定；载体 ＮＣ 具有良好的油墨、点火和燃烧 性能。 ３通过研究不同 Φ 值和不同载体含量对喷墨 打印微孔装药下的燃烧特性的影响,发现当 Φ 值 为 １. ６,载体 ＮＣ 质量分数为 ７. ５％ 时,燃烧完全,产 物中只有 Ｃｕ 和 Ａｌ２Ｏ３,此时含能油墨的点火性能较 佳,燃烧性能最好,燃烧时间约为 ２０ ｍｓ,燃烧火焰 长度达到 ４ ｃｍ 左右。 微孔装药燃烧时产生的冲量 约为 １４５ 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Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ ａｎｎｕｌａｒ ｇａｐ ｄｅｆｅｃｔ ｏｆ ｃａｓｔｉｎｇ￣ＰＢＸ ｃｈａｒｇｅ [ Ｊ].Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ, ２０１４,２２５６７４￣６７７. [６] 李云雁,胡传荣. 试验设计与数据处理[Ｍ]. ２ 版. 北 京化学工业出版社,２００８. [７] 戴斌,张伟斌,田勇,等. 含能材料损伤裂纹的工业 ＣＴ 图像分析[Ｊ]. ＣＴ 理论和应用研究,２００９,１８４６８￣ ７４. Ｄａｉ Ｂｉｎ, Ｚｈａｎｇ Ｗｅｉｂｉｎ,Ｔｉａｎ Ｙｏｎｇ, ｅｔ ａｌ. Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄａｍａｇｉｎｇ ｃｒａｃｋ ｉｎ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ＣＴ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ[Ｊ]. Ｃｏｍｐｎｔｅｒｉｚｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ａｐ￣ ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ,２００９,１８４６８￣７４. Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｘｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｏｒ Ｃａｓｔｉｎｇ ＰＢＸ Ｃｈａｒｇｅ ＸＩ Ｐｅｎｇ, ＷＡＮＧ Ｘｉａｏｆｅｎｇ, ＬＩ Ｙｕａｎｙｕａｎ, ＮＡＮ Ｈａｉ, ＹＡＮＧ Ｊｉａｎｇａｎｇ, ＱＩＡＯ Ｊｕａｎ Ｘｉ􀆳ａｎ Ｍｏｄｅｒｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｓｈａａｎｘｉ Ｘｉ􀆳ａｎ, ７１００６５ [ＡＢＳＴＲＡＣＴ] Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｄｅｆｅｃｔ ｏｆ ｌｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｂｏｎｄｅｄ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ ＰＢＸ, ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｆｏｕｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｋｎｅａｄｉｎｇ ｔｉｍｅ, ｋｎｅａｄｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ, ｒｏｔａｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｉｍｅ ｏｆ ｓｌｕｒｒｙ ｏｎ ｍｉｘｉｎｇ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｏｆ ａ ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ＰＢＸ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ￣ ｉｃａｌ ｔｅｓｔ. Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｉｎｄｅｒ ｕｎｅｖｅｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ａｓ ｌｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ ｄｏｔ ｉｎ ＣＴ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｉｃｅｌｌａｒ ｉｎ ｓｅｃｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ, ａｎｄ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｎｏ ｏｂｖｉｏｕｓ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ａｎｄ ｍｉｃｅｌｌａｒ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅｉｒ ｍｕｔｕａｌ ｇｒａｄｕａｌ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ. Ｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｉｍｅ ｏｆ ｓｌｕｒｒｙ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｆａｃｔｏｒ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｂｉｎｄｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｉｂｉｌｉｔｙ, ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｋｎｅａｄｅｒ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ. Ｔｈｅ ｋｎｅａｄｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｋｎｅａｄｉｎｇ ｔｉｍｅ ａｒｅ ｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｉｔｈｉｎ ｉｎｔｅｒｚｏｎｅ ｏｆ ８０ ９０ ℃ ａｎｄ ６０ １８０ ｍｉｎ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｆｉｎａｌ￣ ｌｙ, ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ａｎｄ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｂｙ ｔｅｓｔｓ ａｒｅ ｋｎｅａｄｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ８５ ℃, ｋｎｅａｄｉｎｇ ｔｉｍｅ １２０ ｍｉｎ, ｒｏｔａｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ ３０ ｒ/ ｍｉｎ ａｎｄ ｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｉｍｅ ｏｆ ｓｌｕｒｒｙ ６０ １２０ ｍｉｎ. [ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ] ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｃｉｅｎｃｅ； ｃａｓｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ ｂｏｎｄｅｄ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ； ｌｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ； ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ； ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａ￣ ｒａｍｅｔｅｒ； ＣＴ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ 􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒􀤒 上接第 ４ 页 Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ Ｉｎｋ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓ Ｃｈａｒｇｅ ＳＨＥＮ Ｌｏｎｇｓｈｅｎｇ, ＤＡＩ Ｊｉ, ＹＥ Ｙｉｎｇｈｕａ, ＨＵ Ｙａｎ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ, Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｎａｎｊｉｎｇ, ２１００９４ [ＡＢＳＴＲＡＣＴ] Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｍｉｃｒｏ￣ｃｈａｒｇｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ ｉｎｋ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ, ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ, ｔｈｅ ｉｎｋ￣ｊｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ ａｎｄ ｗｅｔ ｐｒｅｓｓ ｃｈａｒｇｅ, ｗｅｒｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ. Ｃｈａｒｇｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｎｄ ｂｅｔ￣ ｔｅｒ ｃｈａｒｇｅ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ. Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ￣ｓｐｅｅｄ ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ Ｘ￣ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ＸＲＤ. Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｃａｒｒｉｅｒ ｔｙｐｅ, Ｎａｎｏ Ａｌ/ ＣｕＯ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ Φ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ ｉｎｋ ｔｏ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ. Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ＮＣ ｈａｓ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｉｔｈ ｒｅｓｐｅｃｔ ｔｏ ｉｎｋ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ, ｃｈａｒｇｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ, ｉｇｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ. ＮＣ ｉｓ ｔｈｅ ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ ｉｎｋ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ａｃｔｉｎｇ ａｓ ａ ｃａｒｒｉｅｒ, ａｎｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｃａｒｒｉｅｒ ＮＣ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ ７. ５％ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｈｅｒｍｉｔｅ Φ ｖａｌｕｅ ｉｓ １. ６, ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ａｖｅｒａｇｅ ｉｍｐｕｌｓｅ ｉｓ １４５ μＮ􀅰ｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ. [ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ] ｉｎｋ￣ｊｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ； ｎａｎｏ Ａｌ/ ＣｕＯ； ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ ｉｎｋ； ｍｉｃｒｏ￣ｃｈａｒｇｅ 􀅰９􀅰２０１５ 年 １０ 月 浇注型 ＰＢＸ 混合工艺参数优化 席 鹏,等