【摘要】 创新TMA与DMA协同测试技术，精准测定复合多层含能材料热膨胀系数与玻璃化转变温度，解决热膨胀干扰动态力学测试行业难题。

双基火炮推进剂（DB推进剂）以硝化纤维和硝化甘油为主要成分，广泛应用于中小口径武器系统。近年来，复合多层片状火炮发射药因其优异的燃烧渐进性与力学性能备受关注。研究表明，其热机械特性与常规聚合物相似，可采用热机械分析仪（TMA）和动态力学分析仪（DMA）进行精准表征。

 

1. 热机械分析关键技术突破​

TMA技术已成功用于测定八氢-1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮辛（HMX）在58-253K温区的热膨胀系数（CTE）。实验证实，CTE值受温度范围及升温速率的显著影响。通过TMA与DMA的协同分析，可精准修正材料热膨胀对储能模量、损耗模量的干扰，提升复合多层含能材料测试数据的可靠性。

图1. DMA的功能原理示意图。 [1]

2. 玻璃化转变温度精准测定​

Qi团队研究发现，复合多层火炮发射药在DMA测试中呈现223.01-223.50K的玻璃化转变温度（Tg），处于含能材料理论下限。值得注意的是，TMA测试显示几何因子随温度升高而递减，验证了热膨胀对动态力学性能的核心影响机制。

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3. 材料结构特性与测试关联性​

复合多层片状推进剂的层状结构（图2）直接关联其热机械行为。通过TMA/DMA联合测试（263-283K温区），证实材料CTE对使用环境影响较小，且其玻璃化转变温度符合双基推进剂特性标准。

图2. 复合多层片状火炮推进剂的结构。[1]

 

​结论：​​ 该改进方法通过TMA/DMA技术协同，解决了热膨胀干扰动态力学测试的行业难题，为含能材料热机械性能研究提供了高精度解决方案。

 

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