基于含能材料自催化分解反應(yīng)的熱動(dòng)力學(xué)和安全性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-08 23:26
自催化反應(yīng)由于未知的意外引發(fā)和短時(shí)間內(nèi)大量熱量和氣體的放出,所以其熱分解過程通常被認(rèn)為是及其危險(xiǎn)的。熱安全性評(píng)價(jià)的目標(biāo)在于確定熱失控的臨界條件以及發(fā)生熱失控前所經(jīng)歷的時(shí)間。近年,基于熱分解動(dòng)力學(xué)對(duì)含能材料熱安全性進(jìn)行理論評(píng)價(jià)的研究是十分重要的課題。本論文選擇4種具有典型熱分解反應(yīng)特征的含能材料,即FOX-12、LLM-105、BTF、CL-20/BTF共晶為研究對(duì)象,基于差示掃描量熱儀(DSC)、絕熱量熱儀(ARC)等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)獲得基本的熱行為參數(shù),針對(duì)獲得的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過非線性擬合的模型擬合法分別建立熱分解動(dòng)力學(xué)模型,在建立的動(dòng)力學(xué)模型上,結(jié)合傳熱方程對(duì)不同情形下的熱安全性能進(jìn)行模擬評(píng)估,具體研究?jī)?nèi)容如下:利用DSC、ARC等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)獲得熱分解曲線,獲得初始分解溫度、反應(yīng)熱等參數(shù);以四種研究對(duì)象為例,基于所獲得的熱行為特征參數(shù)通過模型擬合法建立了各自反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型,得到熱分解動(dòng)力學(xué)參數(shù);基于熱分解動(dòng)力學(xué)模型,獲取不同條件下的安全性參數(shù),計(jì)算模擬了FOX-12、LLM-105、CL-20/BTF共晶在大批量不同條件下的整貯存安全性,探討了影響SADT值的參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn):FOX-12...
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 熱分析動(dòng)力學(xué)方程的研究進(jìn)展
1.2.1 常用的熱分析方法
1.2.2 熱分析的動(dòng)力學(xué)方法
1.3 含能材料熱安全性評(píng)價(jià)的進(jìn)展
1.3.1 常用的熱安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)
1.3.2 熱分析法研究含能材料SADT的理論模型
1.3.3 含能材料熱分析方法在熱安全性評(píng)估中具體應(yīng)用
1.4 本論文研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
1.4.1 本課題的研究?jī)?nèi)容
1.4.2 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 FOX-12熱分解動(dòng)力學(xué)建模及其熱安全性評(píng)估
2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器及軟件
2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2.2 熱安全評(píng)估軟件
2.3 實(shí)驗(yàn)部分
2.3.1 FOX-12的熱分解行為研究
2.3.2 FOX-12分解反應(yīng)類型的判定
2.3.3 熱分解機(jī)理的研究
2.3.4 熱安全性能的評(píng)估
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 FOX-12熱分解行為的研究
2.4.2 FOX-12熱分解動(dòng)力學(xué)的研究
2.4.3 FOX-12熱分解機(jī)理的研究
2.4.4 FOX-12熱安全參數(shù)的評(píng)估
2.5 本章小結(jié)
第三章 LLM-105復(fù)雜的熱分解行為研究
3.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 LLM-105熱分解行為的研究
3.3.2 LLM-105熱分解動(dòng)力學(xué)的研究
3.3.3 LLM-105熱安全性的研究
3.4 本章小結(jié)
第四章 熔融分解型BTF的熱分解動(dòng)力學(xué)研究
4.1 實(shí)驗(yàn)與方法
4.1.1 實(shí)驗(yàn)原材料
4.1.2 實(shí)驗(yàn)條件
4.1.3 模型擬合法
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 BTF的熱分解行為
4.2.2 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的確定
4.2.3 熔融過程對(duì)動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)的影響
4.3 本章小結(jié)
第五章 CL-20/BTF共晶的熱分解動(dòng)力學(xué)及熱安全性研究
5.1 實(shí)驗(yàn)與方法
5.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
5.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
5.2 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 CL-20/BTF共晶的熱分解行為研究
5.2.2 CL-20/BTF共晶穩(wěn)定性的研究
5.2.3 CL-20/BTF共晶分解反應(yīng)類型的確定
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 非等溫DSC研究CL-20/BTF共晶熱分解行為
5.3.2 CL-20/BTF共晶的熱穩(wěn)定性研究
5.3.3 CL-20/BTF共晶熱分解動(dòng)力學(xué)的確定
5.3.4 CL-20/BTF共晶的熱安全性評(píng)估
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]偶氮二異丁酸二甲酯熱危險(xiǎn)性研究[J]. 汪維俊,華敏,潘旭海,徐啟銘,蔣軍成. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(12)
[2]AKTS模擬分析硝酸銨的熱穩(wěn)定性[J]. 張巍青,徐二永,李翠清,李建剛,陳思凝,王如君. 爆破器材. 2017(04)
[3]硝基胍溶液的熱分解性能及動(dòng)力學(xué)[J]. 陳瑩瑩,陳利平,陳網(wǎng)樺,董澤,薛倍倍,張軍,王炎. 含能材料. 2017(03)
[4]40%DCP溶液的熱分解模型[J]. 董澤,陳利平,陳網(wǎng)樺,馬瑩瑩. 化工學(xué)報(bào). 2017(05)
[5]烏洛托品的熱分解動(dòng)力學(xué)[J]. 彭浩梁,陳利平,路貴斌,張彩星,周奕杉,李永堅(jiān),陳網(wǎng)樺. 含能材料. 2016(05)
[6]加速絕熱量熱儀用于含能材料熱分解研究進(jìn)展[J]. 張廣源,李志華,金韶華,王德秋,王小軍,張波,馬驍. 兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[7]Scale-up20synthesis20and20characterization20of202,6-diamino-3,5-dinitropyrazine-1-oxide[J]. Hai-bin WANG,Yan-hong WANG,Yong-xiang LI,Yu-cun LIU. Defence Technology. 2014(04)
[8]耐熱炸藥TATB、PYX和LLM-105的熱安定性研究[J]. 周建華,于謙,陳捷,廖龍渝. 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2014(11)
[9]分解反應(yīng)自催化性質(zhì)快速鑒別的實(shí)驗(yàn)方法[J]. 楊庭,陳利平,陳網(wǎng)樺,張彩星,高海素,路貴斌,周奕杉. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(07)
[10]含能材料熱動(dòng)力學(xué)行為和熱力學(xué)性質(zhì)的研究進(jìn)展[J]. 趙鳳起,曲文剛,高紅旭,羅陽. 中國科學(xué):化學(xué). 2014(06)
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]基于熱分解動(dòng)力學(xué)對(duì)CL-20基共晶炸藥的熱安全性評(píng)價(jià)研究[D]. 趙浪.西南科技大學(xué) 2019
[2]環(huán)氧乙烷熱危險(xiǎn)性研究[D]. 劉毛毛.青島科技大學(xué) 2014
本文編號(hào):3176179
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 熱分析動(dòng)力學(xué)方程的研究進(jìn)展
1.2.1 常用的熱分析方法
1.2.2 熱分析的動(dòng)力學(xué)方法
1.3 含能材料熱安全性評(píng)價(jià)的進(jìn)展
1.3.1 常用的熱安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)
1.3.2 熱分析法研究含能材料SADT的理論模型
1.3.3 含能材料熱分析方法在熱安全性評(píng)估中具體應(yīng)用
1.4 本論文研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
1.4.1 本課題的研究?jī)?nèi)容
1.4.2 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 FOX-12熱分解動(dòng)力學(xué)建模及其熱安全性評(píng)估
2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器及軟件
2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2.2 熱安全評(píng)估軟件
2.3 實(shí)驗(yàn)部分
2.3.1 FOX-12的熱分解行為研究
2.3.2 FOX-12分解反應(yīng)類型的判定
2.3.3 熱分解機(jī)理的研究
2.3.4 熱安全性能的評(píng)估
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 FOX-12熱分解行為的研究
2.4.2 FOX-12熱分解動(dòng)力學(xué)的研究
2.4.3 FOX-12熱分解機(jī)理的研究
2.4.4 FOX-12熱安全參數(shù)的評(píng)估
2.5 本章小結(jié)
第三章 LLM-105復(fù)雜的熱分解行為研究
3.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 LLM-105熱分解行為的研究
3.3.2 LLM-105熱分解動(dòng)力學(xué)的研究
3.3.3 LLM-105熱安全性的研究
3.4 本章小結(jié)
第四章 熔融分解型BTF的熱分解動(dòng)力學(xué)研究
4.1 實(shí)驗(yàn)與方法
4.1.1 實(shí)驗(yàn)原材料
4.1.2 實(shí)驗(yàn)條件
4.1.3 模型擬合法
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 BTF的熱分解行為
4.2.2 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的確定
4.2.3 熔融過程對(duì)動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)的影響
4.3 本章小結(jié)
第五章 CL-20/BTF共晶的熱分解動(dòng)力學(xué)及熱安全性研究
5.1 實(shí)驗(yàn)與方法
5.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
5.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
5.2 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 CL-20/BTF共晶的熱分解行為研究
5.2.2 CL-20/BTF共晶穩(wěn)定性的研究
5.2.3 CL-20/BTF共晶分解反應(yīng)類型的確定
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 非等溫DSC研究CL-20/BTF共晶熱分解行為
5.3.2 CL-20/BTF共晶的熱穩(wěn)定性研究
5.3.3 CL-20/BTF共晶熱分解動(dòng)力學(xué)的確定
5.3.4 CL-20/BTF共晶的熱安全性評(píng)估
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]偶氮二異丁酸二甲酯熱危險(xiǎn)性研究[J]. 汪維俊,華敏,潘旭海,徐啟銘,蔣軍成. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(12)
[2]AKTS模擬分析硝酸銨的熱穩(wěn)定性[J]. 張巍青,徐二永,李翠清,李建剛,陳思凝,王如君. 爆破器材. 2017(04)
[3]硝基胍溶液的熱分解性能及動(dòng)力學(xué)[J]. 陳瑩瑩,陳利平,陳網(wǎng)樺,董澤,薛倍倍,張軍,王炎. 含能材料. 2017(03)
[4]40%DCP溶液的熱分解模型[J]. 董澤,陳利平,陳網(wǎng)樺,馬瑩瑩. 化工學(xué)報(bào). 2017(05)
[5]烏洛托品的熱分解動(dòng)力學(xué)[J]. 彭浩梁,陳利平,路貴斌,張彩星,周奕杉,李永堅(jiān),陳網(wǎng)樺. 含能材料. 2016(05)
[6]加速絕熱量熱儀用于含能材料熱分解研究進(jìn)展[J]. 張廣源,李志華,金韶華,王德秋,王小軍,張波,馬驍. 兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[7]Scale-up20synthesis20and20characterization20of202,6-diamino-3,5-dinitropyrazine-1-oxide[J]. Hai-bin WANG,Yan-hong WANG,Yong-xiang LI,Yu-cun LIU. Defence Technology. 2014(04)
[8]耐熱炸藥TATB、PYX和LLM-105的熱安定性研究[J]. 周建華,于謙,陳捷,廖龍渝. 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2014(11)
[9]分解反應(yīng)自催化性質(zhì)快速鑒別的實(shí)驗(yàn)方法[J]. 楊庭,陳利平,陳網(wǎng)樺,張彩星,高海素,路貴斌,周奕杉. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(07)
[10]含能材料熱動(dòng)力學(xué)行為和熱力學(xué)性質(zhì)的研究進(jìn)展[J]. 趙鳳起,曲文剛,高紅旭,羅陽. 中國科學(xué):化學(xué). 2014(06)
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]基于熱分解動(dòng)力學(xué)對(duì)CL-20基共晶炸藥的熱安全性評(píng)價(jià)研究[D]. 趙浪.西南科技大學(xué) 2019
[2]環(huán)氧乙烷熱危險(xiǎn)性研究[D]. 劉毛毛.青島科技大學(xué) 2014
本文編號(hào):3176179
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