隨著現(xiàn)代武器彈藥的不斷發(fā)展,炸藥得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,彈藥的安全性能一直備受關(guān)注,其低易損性是必備的研究因素。因而,國(guó)內(nèi)外對(duì)不敏感單質(zhì)炸藥的安全性能研究頗為重視,進(jìn)而對(duì)不敏感炸藥的綜合性能也有了更高的要求。晶形控制技術(shù)可以提高炸藥的性能,使其更好地滿足各種應(yīng)用要求。通過(guò)控制晶體形貌,尤其是球形化的炸藥,可以改善晶體品質(zhì),提高其熱安定性能。本文主要對(duì)三種不敏感單質(zhì)炸藥(苦味酸銨、LLM-105、TATB)的形貌控制進(jìn)行控制,在顆粒大小相近的情況下對(duì)熱安定性展開研究工作。(1)利用正交法原理對(duì)苦味酸銨進(jìn)行形貌控制,在制備的過(guò)程中,滴加0.3ml 8%的聚乙烯吡咯烷酮-K30,控制溫度在60℃、PH為8。冷卻結(jié)晶的同時(shí),通過(guò)超聲控制晶形,得到類球形的苦味酸銨晶體。(2)利用單晶試驗(yàn),X-射線衍射(XRD),掃描電子顯微鏡(SEM),差示掃描量熱儀(DSC),12型落錘儀,對(duì)苦味酸銨的性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明:單晶試驗(yàn)分析是苦味酸銨晶體結(jié)構(gòu);由X衍射圖譜可知晶形控制的過(guò)程中,晶體的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化,只是衍射峰高降低;制備的苦味酸銨晶體呈類球狀,粒度在2μm左右;與原料相比,表觀活化能增加7.05k J·mol-1,可知熱安定性提高,同時(shí)熱爆炸臨界溫度提高了6.01℃,熱敏感性降低;形貌控制后的苦味酸銨撞擊感度降低。(3)對(duì)于LLM-105利用單因素變量控制晶體的形貌�？梢缘玫接绊懶蚊驳膬�(yōu)化條件:溶劑與非溶劑的比例為1:20,壓強(qiáng)為0.5MPa,攪拌速率為450r/min,添加表面活性劑,同時(shí)有超聲分散的作用,制備出粒徑在2μm左右的類球形晶體。(4)對(duì)于TATB的形貌控制,由課題組前期的研究成果,使用超聲噴霧裝置以溶劑/非溶劑重結(jié)晶的方法制備出粒徑約0.3μm的類球形晶體。(5)對(duì)三種形貌控制后的炸藥進(jìn)行熱安定性分析,運(yùn)用MS軟件模擬仿真苦味酸銨、TATB、LLM-105的分子晶胞,并使用量子化學(xué)理論分析炸藥的安定性和晶體結(jié)構(gòu)與感度的影響。同時(shí)進(jìn)行差式掃描量熱與熱重的分析以及真空安定性測(cè)試,最后對(duì)這三種單質(zhì)炸藥的熱性能進(jìn)一步的研究,即烤燃試驗(yàn)。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及現(xiàn)象可知,三種炸藥的熱安定性:TATBLLM-105苦味酸銨,同時(shí),LLM-105活化能較高,烤燃試驗(yàn)較溫和,又是一種較不敏感的炸藥,因而具有較好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TQ560.7
【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景、目的和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 課題研究的目的及其意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 不敏感單質(zhì)炸藥的研究進(jìn)展
        1.2.2 形貌控制的研究進(jìn)展
    1.3 研究?jī)?nèi)容及方法
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 研究技術(shù)路線
    1.4 本章小結(jié)
2 試驗(yàn)的相關(guān)理論及分析
    2.1 單質(zhì)炸藥的晶體生長(zhǎng)理論
        2.1.1 過(guò)飽和溶液的形成
        2.1.2 結(jié)晶熱力學(xué)原理
    2.2 結(jié)晶動(dòng)力學(xué)原理
        2.2.1 炸藥晶體成核理論
        2.2.2 炸藥晶體的生長(zhǎng)理論
    2.3 表面活性劑的作用機(jī)理
    2.4 表征技術(shù)
        2.4.1 形貌表征技術(shù)
        2.4.2 晶相表征技術(shù)
        2.4.3 熱分析表征技術(shù)
        2.4.4 烤燃性能表征技術(shù)
        2.4.5 感度表征技術(shù)
    2.5 本章小結(jié)
3 苦味酸銨的制備及形貌的控制
    3.1 試驗(yàn)儀器與試劑
    3.2 苦味酸銨制備裝置
    3.3 苦味酸銨的制備及形貌控制
        3.3.1 正交試驗(yàn)原理
        3.3.2 形貌控制的介質(zhì)條件
        3.3.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.3.4 試驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.5 形貌控制工藝優(yōu)化
    3.4 試驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.4.1 苦味酸銨的晶體結(jié)構(gòu)
        3.4.2 X射線衍射分析
        3.4.3 熱分析（DSC）
        3.4.4 撞擊感度測(cè)試
    3.5 本章小結(jié)
4 LLM-105 和TATB的形貌控制
    4.1 試驗(yàn)藥品與儀器
    4.2 試驗(yàn)方法
        4.2.1 重結(jié)晶細(xì)化試驗(yàn)裝置
        4.2.2 試驗(yàn)工藝流程
        4.2.3 試驗(yàn)步驟
    4.3 形貌控制的影響因素
        4.3.1 溶劑與非溶劑之比對(duì)形貌的影響
        4.3.2 壓力強(qiáng)度對(duì)形貌的影響
        4.3.3 攪拌速率對(duì)貌的影響
        4.3.4 超聲對(duì)形貌的影響
        4.3.5 表面活性劑對(duì)形貌的影響
    4.4 TATB的形貌控制
    4.5 X射線衍射分析
    4.6 本章小結(jié)
5 三種不敏感炸藥熱安定性分析
    5.1 分子結(jié)構(gòu)與熱安定性的研究
    5.2 三種不敏感炸藥的DSC-TG分析
    5.3 三種不敏感炸藥的真空安定性測(cè)試
    5.4 三種不敏感炸藥的烤燃試驗(yàn)測(cè)試
        5.4.1 烤燃試驗(yàn)方法
        5.4.2 試驗(yàn)樣品
        5.4.3 測(cè)試步驟
        5.4.4 試驗(yàn)結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所取得的研究成果
致謝

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本文編號(hào)：2857802