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燃烧型抗红外发烟剂设计及其配方筛选专家系统

宋东明  
【摘要】: 依据烟幕对红外辐射的衰减机理,对微粉石墨、微米级可膨胀石墨和炭黑等红外遮蔽材料在燃烧型发烟剂中的应用进行了研究。结果表明,微粉石墨和微米级可膨胀石墨在高温下易氧化,不宜直接作为燃烧型发烟剂组分使用;利用燃烧反应生成的炭黑聚集体对红外辐射有较强的衰减作用,更适于作为烟幕的主要遮蔽成分。 根据炭黑生成机理,建立了适用于燃烧型抗红外发烟剂的富碳有机物选择原则,开展了产炭率及炭黑生成影响因素研究。结果表明,产炭率与物质含碳量无关;C/H比高的芳香族有机物容易生成炭黑,且生成的炭黑聚集体对红外辐射衰减效果好;燃烧温度也会对炭黑的生成产生影响。 建立了基于最小自由能法的发烟剂燃烧产物计算模型,开发了燃烧型发烟剂配方筛选专家系统,实现了对燃烧产物的预测,通过叠加各产物红外谱图模拟出烟幕红外谱图,同时给出烟幕在不同波段的遮蔽指数,达到了快速筛选配方的目的,并将其应用于发烟剂配方设计,结合大型烟箱测试系统,优选出一种能够有效遮蔽红外辐射的燃烧型抗红外发烟剂。


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