【摘要】：在含能材料領(lǐng)域中,共晶技術(shù)的成功應(yīng)用為CL-20降感研究開辟了新的途徑。近幾年,研究工作者已成功制備幾種性能優(yōu)異的CL-20基共晶炸藥,然而CL-20基共晶熱分解實驗研究至今仍然較少,為推進(jìn)CL-20基共晶炸藥在未來工程放大及后期的定型應(yīng)用,熱危險性評估更是亟待研究。本論文擬選取兩種典型的新型共晶炸藥CL-20/HMX、CL-20/BTF為研究對象,通過DSC、in-situ IR、in-situ XRD、ARC-GC-MS等研究手段,采用非線性優(yōu)化擬合方法,建立CL-20/HMX、CL-20/BTF共晶熱分解動力學(xué)模型,基于建立的分解動力學(xué)模型對CL-20基共結(jié)晶炸藥(CL-20/HMX、CL-20/BTF)的熱分解機(jī)理、熱安全性能及其貯存壽命等進(jìn)行研究,具體內(nèi)容如下:1、共晶炸藥熱學(xué)性質(zhì)研究:利用DSC、ARC等,研究晶型轉(zhuǎn)變溫度、熔點(diǎn)、初始分解溫度、終止溫度、峰值溫度、分解熱焓等特征參數(shù);2、共晶炸藥熱分解動力學(xué)研究:基于上述熱學(xué)特征參數(shù),建立熱分解動力學(xué)模型,獲得共晶炸藥的熱分解動力學(xué)參數(shù),如活化能E_a、指前因A、熱分解機(jī)理函數(shù)?(α)等;3、共晶炸藥熱分解機(jī)理研究:通過ARC-GC-MS等原位熱分析手段,實時獲取熱分解氣體產(chǎn)物;利用in-situ IR等原位光譜技術(shù),獲得共晶炸藥分子基團(tuán)及分子骨架等結(jié)構(gòu)演化信息,系統(tǒng)性地研究其熱分解的特點(diǎn)及其內(nèi)在機(jī)理;4、共晶炸藥的熱安全性能研究:基于熱分解動力學(xué)模型,計算模擬5 kg、20 kg、50 kg、150 kg CL-20/HMX共晶及CL-20/BTF共晶炸藥在恒定環(huán)境溫度下的貯存情況,評價不同條件下大批量共晶炸藥的整貯安全性,獲取共晶炸藥典型的熱安全性質(zhì)參數(shù),并對其老化壽命等進(jìn)行評估。研究發(fā)現(xiàn),CL-20/HMX共晶、CL-20/BTF共晶熱分解過程為兩步平行的復(fù)雜自催化反應(yīng)共同作用,且兩個平行反應(yīng)路徑在熱分解過程中是相互競爭、主導(dǎo)性交替變化的,對總反應(yīng)的貢獻(xiàn)隨DSC升溫速率的變化而改變;CL-20/HMX共晶、CL-20/BTF共晶模擬預(yù)測的等溫實驗及千秒熱爆炸臨界溫度,與實驗結(jié)果符合的很好,證明熱分解動力學(xué)模型建立的準(zhǔn)確性,在此基礎(chǔ)上獲得了CL-20/HMX共晶、CL-20/BTF共晶典型的熱安全性參數(shù),如T_(d,24)、SADT、緊急溫度、可控制溫度等。此外,對從分子層次(化學(xué)結(jié)構(gòu))上理解CL-20、CL-20/HMX共晶熱分解過程進(jìn)行了更加深入的認(rèn)識,研究發(fā)現(xiàn),隨溫度升高,CL-20、CL-20/HMX共晶分子骨架內(nèi)、外基團(tuán)的紅外吸收特性均經(jīng)歷多階段變化過程,分子骨架外基團(tuán)對溫度更為敏感,均會較骨架內(nèi)基團(tuán)提前響應(yīng)。在CL-20升溫過程中,C-C伸縮振動出現(xiàn)與?-?晶型轉(zhuǎn)變密切相關(guān)的新的紅外特征峰,且骨架內(nèi)C-C伸縮振動模式的變化在CL-20熱分解結(jié)束前仍未停止;在CL-20/HMX共晶升溫過程中,分子骨架外的-NO_2可能首先斷鍵脫落。
【圖文】：

ARC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

ARC 的工作原理（a）測試流程圖；（b）一個典型的 ARC 測he working principle of ARC (a) Test flow chart; (b) A typical AR聯(lián)用儀（GC-MS）是氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用設(shè)備，GC 首先對樣定量；MS 通過檢測氣體分子離子質(zhì)量和強(qiáng)度來進(jìn)行成
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ560.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張超;王存權(quán);陳俊波;尚帆;袁志鋒;楊立波;張軍;;熱塑性聚氨酯彈性體包覆CL-20及對改性雙基推進(jìn)劑性能影響[J];火工品;2017年04期

2 丁濤;楊慧群;;CL-20在推進(jìn)劑和發(fā)射藥中的應(yīng)用[J];山西化工;2013年02期

3 于憲峰;納米碳管對CL-20熱分解性能的影響[J];火炸藥學(xué)報;2004年03期

4 牛詩堯;高紅旭;曲文剛;李娜;趙鳳起;;CL-20晶型轉(zhuǎn)變行為及轉(zhuǎn)晶機(jī)理研究進(jìn)展[J];火炸藥學(xué)報;2017年05期

5 王江寧;鄭偉;舒安民;陳智輝;陳娜;袁志鋒;宋秀鐸;;含CL-20改性雙基推進(jìn)劑的燃燒性能[J];火炸藥學(xué)報;2013年01期

6 徐金江;孫杰;周克恩;李洪珍;舒遠(yuǎn)杰;;CL-20重結(jié)晶過程中的晶型轉(zhuǎn)變研究進(jìn)展[J];含能材料;2012年02期

7 王江寧;趙小鋒;金溪;鄭偉;宋秀鐸;;不同壓強(qiáng)下CL-20改性雙基推進(jìn)劑的能量釋放規(guī)律[J];火炸藥學(xué)報;2014年03期

8 江杰;楊慧群;宋洋;;CL-20基發(fā)射藥的熱分解及動力學(xué)研究[J];化工新型材料;2016年03期

9 徐勁祥;;CL-20的催化熱分解行為及非等溫分解反應(yīng)動力學(xué)[J];火炸藥學(xué)報;2007年05期

10 申帆帆;張靜;董凱;孫成輝;龐思平;宋建偉;趙信岐;;滴定法測定CL-20的酸值[J];火炸藥學(xué)報;2013年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 徐金江;孫杰;焦清介;郭學(xué)永;劉曉鋒;;復(fù)合體系ε-CL-20的晶型轉(zhuǎn)變規(guī)律研究[A];第二屆全國危險物質(zhì)與安全應(yīng)急技術(shù)研討會論文集[C];2013年

2 陳瑾;賀思敏;譙志強(qiáng);楊光成;黃輝;;三維有序大孔-介孔碳對CL-20熱分解性能的影響[A];2014’（第六屆）含能材料與鈍感彈藥技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2014年

3 徐金江;劉渝;孫杰;焦清介;劉曉鋒;;復(fù)合體系中ε-CL-20的熱誘導(dǎo)晶型轉(zhuǎn)變規(guī)律研究[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第29分會：公共安全化學(xué)[C];2014年

4 任麗軍;胡雙啟;曹雄;程威;羅帥;;乙酸乙酯對CL-20溶液熱分解的影響[A];中國力學(xué)學(xué)會工程爆破專業(yè)委員會第八次換屆工作會議暨學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2015年

5 劉杰;楊青;郝嘎子;姜煒;郭效德;李鳳生;;納米epsilon(ε) CL-20的制備及其感度研究[A];第十六屆中國科協(xié)年會——分9含能材料及綠色民爆產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2014年

6 邢曉玲;趙鳳起;肖立柏;高紅旭;胡榮祖;;比較CL-20與TNAZ在乙酸乙酯中的溶解行為研究[A];“國際化學(xué)年在中國”——中國化學(xué)會第三屆全國熱分析動力學(xué)與熱動力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨江蘇省第三屆熱分析技術(shù)研討會論文集[C];2011年

7 劉紅梅;陳朗;王晨;;CL-20炸藥兩級驅(qū)動金屬飛片研究[A];第五屆全國強(qiáng)動載效應(yīng)及防護(hù)學(xué)術(shù)會議暨復(fù)雜介質(zhì)/結(jié)構(gòu)的動態(tài)力學(xué)行為創(chuàng)新研究群體學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2013年

8 任慧;李振華;于蘭;焦清介;;介孔硅吸附CL-20炸藥研究[A];第十八屆全國高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會摘要集[C];2014年

9 張樸;郭學(xué)永;王正宏;常圣泉;;含鋁炸藥中CL-20含量對能量與安全性能的影響[A];2014’（第六屆）含能材料與鈍感彈藥技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2014年

10 劉健冰;趙寧寧;馬海霞;;納米MoO_3對CL-20熱分解的影響[A];中國化學(xué)會第五屆全國熱分析動力學(xué)與熱動力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2015年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 通訊員 王征 和霄雯 中國青年報·中青在線記者 諸葛亞寒;北理工“CL-20”如何征服世界炸藥“最高峰”[N];中國青年報;2016年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 張力;CL-20炸藥相變和化學(xué)反應(yīng)分子動力學(xué)計算[D];北京理工大學(xué);2016年

2 馮睿智;基于HMX和CL-20的共晶炸藥理論研究[D];中北大學(xué);2017年

3 李鶴群;微納米共晶含能材料的設(shè)計、制備及性能研究[D];中北大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李千兵;乳液型粘結(jié)體系/CL-20基炸藥油墨的設(shè)計及應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];中北大學(xué);2019年

2 許達(dá);CL-20系列共晶炸藥的制備與性能研究[D];中北大學(xué);2019年

3 董海燕;CL-20基共晶炸藥形成的熱力學(xué)研究[D];西南科技大學(xué);2019年

4 趙浪;基于熱分解動力學(xué)對CL-20基共晶炸藥的熱安全性評價研究[D];西南科技大學(xué);2019年

5 楊超飛;有機(jī)磺酸系列催化劑在合成CL-20中的應(yīng)用研究[D];南京理工大學(xué);2018年

6 徐金江;CL-20重結(jié)晶過程中的晶型轉(zhuǎn)變研究[D];中國工程物理研究院;2012年

7 吳欣欣;CL-20炸藥系列共結(jié)晶體系的研究[D];中北大學(xué);2015年

8 李海興;CL-20基低臨界傳爆藥的配方設(shè)計及裝藥工藝初探[D];中北大學(xué);2014年

9 歐陽剛;亞微米CL-20的制備及其在固體推進(jìn)劑中的應(yīng)用研究[D];南京理工大學(xué);2015年

10 孫謙;CL-20系列共晶含能材料的制備與性能研究[D];中北大學(xué);2018年

，

本文編號：2667386