【摘要】：高能量密度、低感度是現(xiàn)代含能材料追求的目標(biāo),但能量與安全性存在本質(zhì)矛盾,能量越高、安全性越差。隨著武器的發(fā)展,提高主炸藥安全性及環(huán)境適應(yīng)性成為今后武器發(fā)展的重點(diǎn)。CL-20是目前能量密度最高的單質(zhì)炸藥之一,但由于較高的機(jī)械感度導(dǎo)致其應(yīng)用受到限制。而LLM-105屬于高能量低感度炸藥,對CL-20進(jìn)行降感時(shí)能夠保證降低感度的同時(shí)仍具有較高的能量。本論文主要開展了以下幾方面工作:(1)利用重結(jié)晶方法制備了α-、β-、ε-、γ-四種晶型,基于原位XRD技術(shù)及Rietveld精修方法分別探索了這四種晶體的熱膨脹特性,結(jié)果表明,無水α-CL-20熱膨脹系數(shù)分別為αa=2.80×10-5°C-1、αb=5.26×10-5°C-1、αc=7.23×10-5°C-1、αV=15.39×10-5°C-1。β-CL-20的熱膨脹系數(shù)分別為αa=5.35×10-5°C-1、αb=1.48×10-5°C-1、αc=6.61×10-5°C-1、αV=13.52×10-5°C-1。ε-CL-20的熱膨脹系數(shù)分別為αa=4.95×10-5°C-1、αb=4.91×10-5°C-1、αc=4.40×10-5°C-1、αV=13.50×10-5°C-1、αβ=1.43×10-5°C-1。γ-CL-20的熱膨脹系數(shù)分別為αa=8.72×10-5°C-1、αb=7.51×10-5°C-1、αc=6.38×10-5°C-1、αV=11.80×10-5°C-1、αβ=3.70×10-5°C-1。四種晶型均為線性膨脹,其中,ε-CL-20表現(xiàn)出近各向同性膨脹,而α-、β-和γ-CL-20表現(xiàn)出明顯的各向異性膨脹,熱膨脹現(xiàn)象的不同主要由晶體的晶胞堆積方式不同造成。此外,不同含水量的α-CL-20晶體的熱膨脹現(xiàn)象不同,α-CL-20·1/2H2O與α-CL-20·1/4H2O顯示不可逆線膨脹,而無水α-CL-20顯示可逆線性膨脹,產(chǎn)生差異的原因與水分子和CL-20分子之間的氫鍵作用有關(guān)。(2)以[Bmim]BF4和[Bmim]CF3SO3兩種離子液體為溶劑,使用溶劑/非溶劑法對LLM-105進(jìn)行重結(jié)晶,制備了矩形實(shí)心棒狀、有孔、片狀三種不同形貌的LLM-105晶體,通過調(diào)整結(jié)晶條件可控制LLM-105晶體的形貌及尺寸。三種不同形貌的LLM-105晶體與原料晶體結(jié)構(gòu)相同,但晶體的晶習(xí)發(fā)生改變。具有完整矩形棒狀結(jié)構(gòu)的LLM-105晶體的最大放熱峰值及起始分解溫度相對于原料分別提高了約10℃和40℃,熱穩(wěn)定性最好,而具有較多晶體缺陷的片狀晶體或端部被腐蝕的晶體,熱穩(wěn)定性最差。(3)用溶劑-非溶劑重結(jié)晶法,實(shí)現(xiàn)了CL-20在管狀LLM-105晶體中的填充,初步獲得了CL-20/LLM-105管狀填充的復(fù)合含能材料。根據(jù)前面制備的不同形貌LLM-105晶體,研究其對CL-20的降感效果,結(jié)果表明,加入LLM-105晶體后CL-20晶體的感度均有所降低,其中片狀LLM-105晶體對CL-20的感度降低最明顯。
【圖文】：

α-CL-20則 表 現(xiàn) 出良好 的 熱回 復(fù) 性 。 一般膨脹 系數(shù) 應(yīng) 最 大 ， 但是水 分子 的 作用 比 較引起 晶胞的坍塌，還能導(dǎo)致晶胞結(jié)構(gòu)的 微下，難以 判斷 水分子對晶體熱膨脹系數(shù)的L-20的熱膨脹非 溶 劑法 重結(jié) 晶 制 備 了純 β晶 型 CL-20晶 體L-20晶 體按 升降溫 程 序 進(jìn)行 原 位掃描 ，得 4）。從圖 2-14中可 以看出 ， 所得 衍射峰與PDF:00-050-2432） ，且 在 加 熱 和 冷 卻 過 程 中 β-CL-20未發(fā)生 晶 型 轉(zhuǎn)變 。 隨 著 溫 度的升 角度 方向 移動，說明相 應(yīng)的衍射面的 面間溫 的過程 中，衍射峰 的位置向高角 度方向， 圖 譜 與 起 始圖 譜 重 合 ， 說 明 該 β-CL-20恢復(fù)到 原來的狀態(tài) ，具有較好的熱回復(fù)性

α-CL-20則 表 現(xiàn) 出良好 的 熱回 復(fù) 性 。 一般膨脹 系數(shù) 應(yīng) 最 大 ，， 但是水 分子 的 作用 比 較引起 晶胞的坍塌，還能導(dǎo)致晶胞結(jié)構(gòu)的 微下，難以 判斷 水分子對晶體熱膨脹系數(shù)的L-20的熱膨脹非 溶 劑法 重結(jié) 晶 制 備 了純 β晶 型 CL-20晶 體L-20晶 體按 升降溫 程 序 進(jìn)行 原 位掃描 ，得 4）。從圖 2-14中可 以看出 ， 所得 衍射峰與PDF:00-050-2432） ，且 在 加 熱 和 冷 卻 過 程 中 β-CL-20未發(fā)生 晶 型 轉(zhuǎn)變 。 隨 著 溫 度的升 角度 方向 移動，說明相 應(yīng)的衍射面的 面間溫 的過程 中，衍射峰 的位置向高角 度方向， 圖 譜 與 起 始圖 譜 重 合 ， 說 明 該 β-CL-20恢復(fù)到 原來的狀態(tài) ，具有較好的熱回復(fù)性
【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】：2015
【分類號】：TQ560.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2686523