含能材料在常溫常壓、不受外界刺激的情況下,會發(fā)生緩慢的熱分解反應(yīng)。因此,含能材料無論是在生產(chǎn)、使用還是運輸、貯存的過程中,其熱安定性已成為了人們關(guān)注的焦點。本課題組前期自主研制的等溫?zé)岱纸饬繗庋b置,經(jīng)過前后多次的完善和改進,最終能夠進行較長周期（數(shù)月）的等溫?zé)岱纸鈱嶒?獲得含能材料的熱分解反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)、反應(yīng)機理,對貯存壽命進行評估。本文采用等溫?zé)岱纸饬繗庋b置對CL-20/HMX共晶、季戊四醇四硝酸酯、N-脒基脲二硝酰胺鹽、3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮、硝基胍、高品質(zhì)硝基胍?guī)追N典型含能材料進行等溫?zé)岱纸饧皺C理研究。（1）采用自制的等溫?zé)岱纸饬繗庋b置對CL-20/HMX共晶熱分解過程進行研究,得到403.15 K⁴43.15 K五個較低溫度下的熱分解氣體壓力隨時間變化曲線,并獲得相應(yīng)的熱分解動力學(xué)參數(shù)和反應(yīng)機理函數(shù)。同時,在443.15 K⁴63.15 K的溫度范圍內(nèi)對CL-20/HMX共晶進行全分解實驗,研究其熱分解機理。在獲得的CL-20/HMX共晶壓力-時間曲線上存在明顯的拐點,利用HPLC、FT-IR和SEM對不同分解深度的殘留相... 

【文章來源】：西南科技大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

布氏壓力計結(jié)構(gòu)圖[3]

曉春[14,15]共同建立了動態(tài)真空安定性測試（DVST），裝置結(jié)構(gòu)圖見圖1-2。該裝置可以實時、連續(xù)、在線監(jiān)測含能材料在恒溫加熱和真空條件下，試樣熱分解產(chǎn)物的壓力值。隨后，張同來課題組采用DVST法研究CL-20[16]、RDX[17]的熱分解過程，得到它們的反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)、符合的機理函數(shù)，推算出溫度與時間的關(guān)系，為CL-20和RDX的貯存使用提供理論依據(jù)，并且證實DVST法科學(xué)可靠。2010年，劉芮等人[18]通過測試數(shù)據(jù)獲得HMX在等溫和非等溫階段的動力學(xué)參數(shù)，測試結(jié)果與傳統(tǒng)VST法的試驗結(jié)果吻合，再次證明DVST法科學(xué)可靠。圖1-2DVST法裝置原理圖[14,15]1-玻璃測試管；2-微型壓力傳感器；3-微型溫度傳感器；4-加熱單元；5-電纜線；6-PID調(diào)節(jié)器；7-數(shù)據(jù)采集單元；8-電腦Fig.1-2SchematicofDVST[14,15]1-glasstesttube;2-micropressuresensor;3-microtemperaturesensor;4-furnace;5-cable;6-PIDcontroller;7-dataacquisitionsystem;8-computer

西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4DVST法在VST法的基礎(chǔ)上有所突破。DVST法能夠?qū)崟r在線記錄氣體產(chǎn)物壓力值。同VST法比較，DVST法信息獲得量更廣，對實驗結(jié)果的判定更加準確。但是，該方法還存在不足，核心部件的傳感器價格昂貴；反應(yīng)測試管上端始終處于加熱爐外，導(dǎo)致實際測試溫度不準確，試樣熱分解產(chǎn)生的氣體易凝聚，對測定結(jié)果會產(chǎn)生一定的影響；反應(yīng)管處采用真空硅脂密封，密封性較差，無法進行較長周期（數(shù)月）的試驗，導(dǎo)致應(yīng)用受到限制。1.2.3等溫?zé)岱纸饬繗庋b置我們課題組針對布魯頓壓力計法和動態(tài)真空安定性法的缺陷，保留它們的全部優(yōu)點，自制了一套等溫?zé)岱纸饬繗庋b置[19]。等溫?zé)岱纸饬繗庋b置的結(jié)構(gòu)示意圖見圖1-3，實物圖見圖1-4。該裝置由真空系統(tǒng)、加熱單元、反應(yīng)測量單元、數(shù)據(jù)采集單元幾大部分組成，經(jīng)過對真空系統(tǒng)、加熱單元和反應(yīng)測試單元前后多次的完善和改進，最終能夠進行較長周期（數(shù)月）的等溫?zé)岱纸鈱嶒瀃20,21]。該裝置的真空系統(tǒng)由擴散泵與直聯(lián)泵組合的真空機組構(gòu)成，能夠使排氣體系獲得高真空度（10-4Pa）。加熱單元采用金屬恒溫浴，每個反應(yīng)腔均配有一個測溫鉑電阻，可實時監(jiān)測每個反應(yīng)腔的溫度，儀器安裝報警器，當(dāng)溫度超過設(shè)定報警溫度時，儀器自動斷電并報警，危險性大大降低，使系統(tǒng)更安全。測量單元的壓力傳感器和變送器相互分離，以避免環(huán)境對測試結(jié)果的影響；整個反應(yīng)測量單元始終處于高溫環(huán)境中防止氣體產(chǎn)物凝聚對實驗結(jié)果的影響[22,23]。數(shù)據(jù)采集單元自動連續(xù)在線監(jiān)測試樣熱分解的氣體產(chǎn)物壓力值，實現(xiàn)了實驗過程中無人值守，數(shù)據(jù)自動采集與處理。圖1-3等溫?zé)岱纸饬繗庋b置結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1-3Schematicoftheisothermalthermaldecompositiongasmeteringdevice

【參考文獻】：
期刊論文
[1]二苯胺對硝化棉的等溫?zé)岱纸鈩恿W(xué)的影響[J]. 羅利瓊,柴作虎,金波,黃瓊,楚士晉,彭汝芳.  含能材料. 2019(12)
[2]N-脒基脲二硝酰胺鹽晶體形貌的分子動力學(xué)研究[J]. 劉寧,周誠,舒遠杰,王伯周,王文亮.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報. 2017(12)
[3]一種制備CL-20/LLM-116共晶含能材料的新方法[J]. 孫謙,吳曉青,卞成明,劉寧,田鵬飛,王凡.  精細化工中間體. 2017(05)
[4]FOX-12制備過程的反應(yīng)機理及動力學(xué)[J]. 王寬,陳建剛,王伯周,呂劍,王文亮,劉峰毅,周誠,廉鵬,劉忠文,劉昭鐵.  高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報. 2015(03)
[5]新型含能材料的研究進展[J]. 張永麗,楊慧群.  四川兵工學(xué)報. 2012(02)
[6]動態(tài)真空安定性試驗方法研究（Ⅳ）:HMX的熱分解[J]. 劉芮,尹艷麗,張同來,楊利,張建國,周遵寧,喬小晶,王文杰,王麗瓊.  含能材料. 2011(06)
[7]CL-20熱分解的動態(tài)真空安定性試驗方法[J]. 劉芮,尹艷麗,張同來,楊利,張建國,周遵寧,喬小晶,王文杰,王麗瓊.  火炸藥學(xué)報. 2011(02)
[8]綠色含能材料的研究進展[J]. 趙瑛.  化學(xué)推進劑與高分子材料. 2010(06)
[9]動態(tài)真空安定性試驗（DVST）方法研究（Ⅱ）:RDX的熱分解[J]. 尹艷麗,楊利,胡曉春,李志敏,李坤遠,張同來,張建國.  含能材料. 2010(04)
[10]動態(tài)真空安定性試驗方法研究（Ⅰ）[J]. 張同來,胡曉春,楊利,李坤遠,張建國,王文杰,王麗瓊.  含能材料. 2009(05)

博士論文
[1]含能材料自催化分解特性與熱安全性研究[D]. 王凱.南京理工大學(xué) 2016

碩士論文
[1]含能材料等溫?zé)岱纸庑卵b置研究[D]. 肖依依.西南科技大學(xué) 2018



本文編號：3463456