【摘要】：TKX-50是一種具有低感度、高爆速、無(wú)毒等優(yōu)良性能的富氮含能離子鹽單質(zhì)炸藥,具有潛在應(yīng)用前景。不同于傳統(tǒng)的硝胺類(lèi)炸藥,該化合物沒(méi)有采用傳統(tǒng)的N-NO2來(lái)提高能量,而是通過(guò)聯(lián)四唑來(lái)提升性能,在氮環(huán)上引入氧原子與陽(yáng)離子中的胺構(gòu)成了離子間的氫鍵體系,具有很高的晶體密度。但其在混合炸藥中的應(yīng)用報(bào)道甚少。熔鑄炸藥是重要的混合炸藥,其制造工藝簡(jiǎn)單,應(yīng)用廣泛,但傳統(tǒng)的熔鑄炸藥存在一些缺陷,不能滿(mǎn)足現(xiàn)代軍事和民用需求。本課題中,設(shè)計(jì)了以TKX-50為主體炸藥、TNT為載體的熔鑄炸藥配方及制備工藝。并對(duì)制備過(guò)程的安全性進(jìn)行分析,對(duì)熔鑄配方進(jìn)行理論計(jì)算,確保實(shí)驗(yàn)方案的可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)原材料的相容性良好,可以安全進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。計(jì)算結(jié)果表明,增加蠟的含量,會(huì)進(jìn)一步惡化以生成二氧化碳計(jì)的炸藥體系的氧平衡,降低熔鑄炸藥的理論密度和爆速;增加主體炸藥TKX-50的含量,有利于提高熔鑄炸藥的理論密度和爆速。對(duì)熔鑄炸藥降感技術(shù)進(jìn)性研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過(guò)聯(lián)用超聲波球形化技術(shù)、顆粒級(jí)配技術(shù)、添加適宜的鈍感劑、控制原料比等降感方式有效降低了TKX-50—TNT熔鑄炸藥的機(jī)械感度,并確定最佳鈍感配方為:70%TKX-50、29%TNT、1%58#蠟。基于熔鑄炸藥的密度、機(jī)械感度、爆速等評(píng)價(jià)指標(biāo),采取單因素探究和正交實(shí)驗(yàn)的方法,對(duì)熔鑄炸藥的制備工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明:TKX-50—TNT熔鑄炸藥的最佳制備工藝條件為:加料速度20g/min、攪拌速度400r/min、保溫時(shí)間是20min,保溫溫度為90℃。影響熔鑄炸藥密度的因素按主次排序依次為:保溫溫度t,保溫時(shí)間T、攪拌轉(zhuǎn)速R、加料速度V。對(duì)在優(yōu)化工藝條件下制備的TKX-50—TNT熔鑄炸藥的密度、機(jī)械感度、能量水平、力學(xué)性能、熱分解性能進(jìn)行測(cè)試。其中最佳鈍感配方的密度為密度1.77 g/cm3、爆速8361m/s、抗壓強(qiáng)度10.34MPa、抗拉強(qiáng)度1.85MPa、抗剪切強(qiáng)度1.34MPa,撞擊感度5%、摩擦感度3%,這些性能均優(yōu)于RDX—TNT熔鑄炸藥;用動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)分析TKX-50—TNT熔鑄炸藥的熱穩(wěn)定性,結(jié)果表明其熱安定性?xún)?yōu)于RDX—TNT熔鑄炸藥和TKX-50主體炸藥。綜合分析表明,TKX-50應(yīng)用于TNT基熔鑄炸藥,有效提高了熔鑄炸藥的固含量,降低機(jī)械感度,增加了爆轟能量,增強(qiáng)韌性以及熱穩(wěn)定性。以上研究,為含TKX-50的混合炸藥的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用提供了一定的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
【圖文】：

5’-聯(lián)四唑-1，1’-二氧羥胺鹽（TKX-50）分子結(jié)構(gòu)Fig.1.1 The molecular of Dihydroxylammonium 5，5'-bistetrazole-1，1'-diolateTKX-50 分子中含有大量的氮氧鍵、氫氧鍵，這些鍵易相互作用形成分子內(nèi)或者分子間氫鍵。南京理工大學(xué)的朱周朔[12]通過(guò) Gussian 軟件對(duì) TKX-50 的分子進(jìn)行優(yōu)化，，提出了 TKX-50 分子的兩種空間構(gòu)型。構(gòu)型Ⅰ是分子中兩個(gè)不同的羥胺與兩個(gè)不同的氧形成氫鍵；構(gòu)型Ⅱ型是與分子中的羥胺與同一個(gè)氧形成氫鍵。其中構(gòu)型Ⅰ中的分子內(nèi)氫鍵較明顯。構(gòu)型Ⅱ中氫鍵中的氫氧鍵之間的作用力較強(qiáng)，使得氮?dú)滏I縮短，電子由羥基供給唑環(huán)上的氮。TKX-50 的兩種分子分子構(gòu)型如圖 1.2 所示。

5’-聯(lián)四唑-1，1’-二氧羥胺鹽（TKX-50）分子結(jié) The molecular of Dihydroxylammonium 5，5'-bistetrazole-1， 分子中含有大量的氮氧鍵、氫氧鍵，這些鍵易相互作。南京理工大學(xué)的朱周朔[12]通過(guò) Gussian 軟件對(duì) TK了 TKX-50 分子的兩種空間構(gòu)型。構(gòu)型Ⅰ是分子中氧形成氫鍵；構(gòu)型Ⅱ型是與分子中的羥胺與同一個(gè)分子內(nèi)氫鍵較明顯。構(gòu)型Ⅱ中氫鍵中的氫氧鍵之間短，電子由羥基供給唑環(huán)上的氮。 的兩種分子分子構(gòu)型如圖 1.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TQ560.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2665182