反應性光聲譜是光熱光聲譜和化學反應熱聲譜的復合光聲譜。反應性光聲譜技術的核心技術是高靈敏度和高信噪比的檢測動態(tài)的反應性光聲譜�？茖W問題是將傳統(tǒng)光聲譜和化學反應聲譜從反應性光聲譜中分離出來,并且進行化學動力學解算,而目前這兩方面的問題尚未得到實質(zhì)性解決。為了更好地了解化學反應動力學與光聲譜之間的關聯(lián)性,本文針對具有不同反應性和熱效應的含能材料開展了反應性光聲特性和規(guī)律研究,獲得了化學反應與光聲信號的關聯(lián)性,為反應性光聲技術的定量分析奠定了基礎。本文采用脈沖激光引發(fā)的反應性光聲實驗技術、光反射率分析技術、TG-DSC熱分析技術、輻射光譜分析技術、激光共聚焦顯微分析技術和高速圖像分析技術等先進的分析技術,結合數(shù)值模擬,對硝酸鉀(KN03)／石墨(C),碳納米管(CNTs)和碳黑(CB)摻雜的黑索今(RDX)、奧克托今(HMX)、太安(PETN)和六硝基芪(HNS)等典型含能材料的光學特性、熱化學反應特性、激光燒蝕與點火特性和反應性光聲特性等開展了實驗研究,結合數(shù)學建模和數(shù)值模擬等理論分析,揭示了含能材料的化學反應性與反應性光聲特性的內(nèi)在關系和反應性光聲譜激發(fā)機理,取得了如下研究進展。 (1)...

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的依據(jù)和意義
    1.2 光聲光譜技術的研究背景和應用進展
    1.3 激光與含能材料相互作用機理的研究進展
    1.4 論文所做的工作和主要研究內(nèi)容
    參考文獻
2 光聲光譜實驗系統(tǒng)的設計與分析
    2.1 光聲光譜檢測實驗系統(tǒng)的組成
    2.2 光聲池的設計
    2.3 傳感器的設計
    2.4 聲傳感器的信號分析
    2.5 石英晶體壓電傳感器的標定
    2.6 本章小結
    參考文獻
3 激光作用下含能材料的光聲特性
    3.1 激光作用下硝酸鉀/石墨的反應性光聲特性
        3.1.1 實驗準備
        3.1.2 KNO₃/C藥劑的TG-DSC分析
        3.1.3 KNO₃/C藥劑的反應性光聲特性分析
        3.1.4 激光與KNO₃/C作用的高速攝影和燒蝕區(qū)顯微圖像分析
        3.1.5 激光作用下KNO₃/C體系發(fā)射光譜分析
    3.2 激光作用下RDX的反應性光聲特性
        3.2.1 樣品準備及反射率測定
        3.2.2 RDX樣品DSC熱分析
        3.2.3 RDX樣品反應性光聲實驗
    3.3 激光作用下HMX的反應性光聲特性
        3.3.1 樣品準備及反射率測定
        3.3.2 HMX樣品DSC熱分析
        3.3.3 HMX樣品反應性光聲實驗
    3.4 激光作用下PETN的反應性光聲特性
        3.4.1 PETN樣品準備及反射率測定
        3.4.2 PETN樣品DSC分析
        3.4.3 PETN樣品反應性光聲實驗及分析
    3.5 激光作用下HNS的反應性光聲特性
        3.5.1 HNS實驗樣品準備及反射率測定
        3.5.2 HNS樣品的DSC分析
        3.5.3 HNS樣品反應性光聲實驗及分析
    3.6 不同炸藥的反應性光聲特性對比分析
        3.6.1 不同炸藥對反應性光聲特性的影響
        3.6.2 摻雜對含能材料反應性光聲特性的影響
        3.6.3 化學反應性對含能材料反應性光聲特性的影響
    3.7 本章小結
    參考文獻
4 激光作用下含能材料的效應及數(shù)值模擬
    4.1 激光輻照效應的機理分析
        4.1.1 激光輻照下含能材料的熱效應
        4.1.2 激光輻照下含能材料的溫度效應
        4.1.3 激光輻照下含能材料的相變和燒蝕分析
    4.2 激光作用下含能材料化學反應效應
        4.2.1 激光作用下含能材料化學反應生成氣體的壓力效應
        4.2.2 激光作用下含能材料化學反應的熱效應
    4.3 激光作用下含能材料反應性光聲數(shù)學模型
        4.3.1 基本假設
        4.3.2 物理及數(shù)學模型的建立
        4.3.3 光聲模型的求解
    4.4 數(shù)值模擬結果及討論分析
        4.4.1 無化學反應光聲信號模擬結果分析
        4.4.2 無氣體產(chǎn)生的化學反應光聲信號模擬結果
        4.4.3 有氣體產(chǎn)生的化學反應光聲信號模擬結果
        4.4.4 三類光聲信號模擬結果的對比
        4.4.5 模擬結果與實驗結果的對比
    4.5 本章小結
    參考文獻
5 結論與展望
    5.1 主要結論
    5.2 文章主要創(chuàng)新點
    5.3 展望及建議
致謝
附錄
    附錄A:作者在攻讀博士學位期間發(fā)表及錄用的論文目錄
    附錄B:作者在攻讀博士學位期間參加科研項目情況
    附錄C:激光作用下C/KNO₃樣品的高速攝影圖片
    附錄D:光聲模擬的源程序
        D.4.1 無化學反應源程序
        D.4.2 有化學反應無氣體模擬源程序
        D.4.3 有化學反應有氣體模擬源程序



本文編號：3823161