炸藥的微觀構(gòu)型和粒徑尺度對其宏觀表現(xiàn)出來的性能有著舉足輕重的作用,機械球磨法是目前對含能材料進行細化的一種安全可控且工藝操作簡單有效的方法。本文立足于國內(nèi)外學者研究的基礎(chǔ)上用原始和簡潔的細化方法來進行實驗研究。主要采用了機械球磨法從不同球磨時間以及更換球磨珠類型兩方面為變量實驗條件,對TKX-50及高氯酸銨基分子鈣鈦礦（DAP）進行球磨細化,制備出微納米甚至納米級別的炸藥并且對其熱分解特性和機械感度等安全性能進行了分析和探討。主要研究內(nèi)容如下:（1）設(shè)置6h,12h,24h三個梯度的機械球磨時間且僅適用單一尺寸球磨珠制備出TKX-50微納米炸藥。球磨6h粒徑細化成果微弱,球磨12h粒徑細化達到20到90微米,而球磨時間翻倍長達24小時的時候,微粒在球磨過后過濾干燥的過程中再次發(fā)生團聚結(jié)晶狀況。球磨12h的TKX-50微納米顆粒熱分解峰溫度降低5.1℃,其表觀活化能和指前因子都有少許降低,說明其微納米化后的樣品具有良好的熱穩(wěn)定性。球磨時間為24h的樣品反而出現(xiàn)反彈現(xiàn)象是由于長時間球磨導致樣品發(fā)生顆粒團聚引起的。相同條件下球磨時間為6h、12h、24h樣品的撞擊感度爆炸概率依次為28%、1... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

一氧化碳-氮氣聚合物晶體Fig.1-1carbonmonoxidenitrogenpolymercrystal

中北大學學位論文22018年的時候采用超極速檢測與超高溫高壓實驗條件技術(shù)，以最為常見的N2為原始物料成功制備出極富能量的材料聚合氮和金屬氮，幫助我們國家擁有了這一種能量極大的超級武器。這表明著在我國胡炳成團隊成功合成出全球第一個全氮陰離子鹽（N5-)和陸明團隊第一次制備了全氮五唑陰離子的鈉、錳、鐵、鈷和鎂鹽水合物之后[6]，我國再次制備出新型的完全氮類含能材料，也使我國成為全球唯一一個能夠穩(wěn)固制備出純氮含能材料的國家。這也標志著我國在全新一代炸藥研究上成功反超美國，處于領(lǐng)先地位。圖1-1一氧化碳-氮氣聚合物晶體Fig.1-1carbonmonoxidenitrogenpolymercrystal而在如何構(gòu)造新的結(jié)構(gòu)框架與儲能形式也同時給含能材料的進步與發(fā)展帶來了更多的研究路徑。例如北理工龐思平教授與其課題組在達到工程級別的生產(chǎn)目前最多能夠投入實際應用的能量與威力最大化的CL-20的基礎(chǔ)上，以4,4′-偶氮-1,2,4-三唑該物質(zhì)作為配合物體,也是第一次合成了形貌類似3D骨架構(gòu)造的MOFs框架材料，此例三維MOF含能材料的成功研究為搭建新型能量高感度低的MOFs材料打造了前基，大幅度的推進了在MOFs含能材料的發(fā)展[7]。圖1-2具有三維骨架結(jié)構(gòu)的MOFs材料Fig.1-2MOFsmaterialwith3Dskeletonstructure

中北大學學位論文5定存在的全氮五唑陰離子鹽—(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（如圖1-3），一系列表征成功證明形成的該結(jié)構(gòu)能夠有效的保持N5-陰離子的穩(wěn)定存在性，代表我國在五唑離子含能材料研究領(lǐng)域取得了史詩級突破，在含能材料領(lǐng)域引起了極大轟動。圖1-3(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl分子結(jié)構(gòu)Fig.1-3(N5)6(H3O)3(NH4)4Clmolecularstructure團隊首創(chuàng)性通過使用m-CPBA（間氯過氧苯甲酸）和甘氨酸亞鐵分別作為割裂試劑、助劑與基底物質(zhì)3,5-二甲基-4-羥基苯基五唑作用，通過氧化反應選擇性地阻斷芳基五唑分子中的碳氮單鍵（圖1-4），制備得到微量的離子鹽晶體，經(jīng)過表征證明為可在室溫下穩(wěn)定存在的(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（PHAC），產(chǎn)率約為19%。然后利用二級質(zhì)譜測試得到在負極離子質(zhì)譜圖70ppm處出現(xiàn)峰位，證明了N5-陰離子的成功制備。X射線晶形衍射證明了所得到的晶體具有高度對稱性，是立方晶系，在123K下晶體理論密度為1.34g·cm-3。熱分析結(jié)果則顯示了(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl熱分解峰溫為116.8℃，具有比較良好的熱穩(wěn)定性。該物質(zhì)具有比N5ˉ離子更優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，歸咎于其內(nèi)部陰陽離子間的氫鍵強作用力，NH4+和Cl-等離子對其穩(wěn)定性都具有十分重要貢獻[12]。圖1-4選擇性地切斷C-N鍵反應示意圖Fig.1-4schematicdiagramofselectivecuttingofC-Nbond之后同樣是南京理工大學的陸明課題組在nature中展示了五種金屬五唑負離子鹽含水絡(luò)合物，即[Na(H2O)(N5)]·2H2O,[M(H2O)4(N5)2]·4H2O(M=Mn,FeandCo)and[Mg(H2O)6(N5)2]·4H2O（圖1-5）。首次完整的揭示了全氮五唑陰離子與金屬陽離子的相互配位、與水之間氫鍵作用規(guī)律，以及其熱穩(wěn)定性的一般規(guī)律[13]。通過研究還發(fā)現(xiàn)，N5-


本文編號：3404804