溶劑誘導(dǎo)下TKX-50的形貌控制及晶相結(jié)構(gòu)演變研究
發(fā)布時間:2021-10-10 11:05
含能離子鹽因毒性較低、較高的生成焓以及蒸汽壓較低等一系列的優(yōu)點,使其成為各國研究的熱點。5,5’-聯(lián)四唑-1,1’-二氧羥銨鹽是一種新型的高能量、低感度的含能離子鹽,簡稱為TKX-50。TKX-50的理論測試密度和爆速、爆壓分別為1.918 g cm-3和9698m s-1、42Gpa,可以成為RDX的代替物,在推進劑方面有很廣闊的應(yīng)用前景。本工作針對目前TKX-50存在的晶體品質(zhì)低和形貌差等問題,對影響其結(jié)晶行為因素進行研究,制備出晶體形貌規(guī)整、性能優(yōu)異的晶體,同時研究了TKX-50在不同溶劑結(jié)晶中的結(jié)構(gòu)演變,并對獲得的新結(jié)構(gòu)進行能量性能測試,為后期的應(yīng)用提供有力的實驗和理論基礎(chǔ)。本文的具體工作如下:(1)針對不同的溶劑體系選擇降溫結(jié)晶、蒸發(fā)結(jié)晶、溶劑-反溶劑等不同的結(jié)晶方法對5,5’-聯(lián)四唑-1,1’-二氧羥銨鹽進行重結(jié)晶。結(jié)果表明,不同的溶劑種類和結(jié)晶方法對TKX-50晶體形貌有很大的影響,經(jīng)過在不同的溶劑中重結(jié)晶可以得到短棒狀、塊狀、針狀以及片狀等晶體形貌。(2)使用Material Studio模擬軟件,對TKX-50在單一溶劑水、...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
TKX-50的合成路線
中北大學(xué)學(xué)位論文82TKX-50的結(jié)晶過程研究5,5’-聯(lián)四唑-1,1’-二氧羥銨鹽是一種不敏感的高能離子鹽,環(huán)保、高熱量、高密度高爆速等優(yōu)勢使其在固體推進劑領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。但是直接通過合成得到的TKX-50晶體多為片狀,嚴(yán)重影響制約了其應(yīng)用,而且關(guān)于TKX-50形貌控制方面的研究較少。本章對TKX-50進行重結(jié)晶研究,調(diào)控其晶體形貌,控制晶體質(zhì)量,為得到高品質(zhì)的晶體形貌提供理論基矗2.1結(jié)晶過程基本原理從幾種狀態(tài)(熔融態(tài)、氣象態(tài)和溶液態(tài))中獲取純物質(zhì)的方法叫做結(jié)晶。在溶液中結(jié)晶是目前最常用的結(jié)晶工藝。結(jié)晶工藝主要包括晶核的形成與生長。結(jié)晶過程也被稱之為結(jié)晶動力學(xué)。2.1.1結(jié)晶成核在溶液的結(jié)晶過程中首先出現(xiàn)的是新相的生成即晶核的形成,進一步就是晶核的生長過程。如果在溶液中沒有雜質(zhì)或者溶質(zhì)結(jié)晶,則只能通過均相成核生長。區(qū)別均相成核和非均相成核的關(guān)鍵是溶液中有無雜質(zhì),在非均相成核過程中溶液中含有未溶解的雜質(zhì);反之若溶液中沒有溶質(zhì)結(jié)晶時,此時的成核稱之為初級成核即既有均相成核又有非均相成核。各種晶體的成核方式如圖2-1所示:圖2-1晶體成核的方式Fig.2-1Waysofcrystalnucleation
中北大學(xué)學(xué)位論文9在晶體成核方式中,相比于初級成核,二次成核更容易控制,且對過飽和度的要求低,因此在經(jīng)過二次成核以后得到的產(chǎn)品晶體品質(zhì)較好,而且二次成核也是晶核形成過程中的主要機理。2.1.2晶體的生長過程晶體生長是研究晶體結(jié)晶的重要領(lǐng)域,直接影響著晶體的形貌、粒度和純度。關(guān)于晶體生長的機理有著不同的說法。其實晶體生長的過程就是在晶體各個晶面附著著的溶質(zhì)分子,通過擴散或者運動將溶質(zhì)分子運輸?shù)骄Ц裰校诰w表面按照一定的方向位置排列,進一步成長為具有一定形狀的晶體,圖2-2展示了幾種典型的晶體生長技術(shù)[48]。圖2-2晶體生長技術(shù)分類圖Fig.2-2Crystalgrowthtechnologyclassificationchart2.2炸藥結(jié)晶與影響因素目前,炸藥結(jié)晶的使用的方法是重結(jié)晶。通過重結(jié)晶可以進一步改變晶體的純度、密度、顆粒度和晶體形貌,從而改變晶體的熱穩(wěn)定性能、能量性能(摩擦感度、撞擊感度)。通常,針狀的晶體流散性不好、感度不佳且不利于應(yīng)用和處理;球狀的晶體表面
【參考文獻】:
期刊論文
[1]快速冷凍干燥法制備網(wǎng)絡(luò)納米結(jié)構(gòu)TKX-50的熱分解和燃燒特性[J]. 曹雄,楊麗媛,王華煜,尚伊平,胡雙啟,鄧鵬,胡立雙. 含能材料. 2018(12)
[2]TKX-50合成方法改進[J]. 居平文,凌亦飛,谷玉凡,羅軍. 含能材料. 2015(09)
[3]聯(lián)唑類含能化合物及其含能離子鹽研究進展[J]. 黃曉川,郭濤,劉敏,王子俊,邱少君,葛忠學(xué). 含能材料. 2015(03)
[4]5,5’-聯(lián)四唑-1,1’-二氧二羥銨(TKX-50)50克量級制備放大工藝[J]. 趙廷興,田均均,李磊,范桂娟,張光全,李鴻波,黃明. 含能材料. 2014(06)
[5]1,1′-二羥基-5,5′-聯(lián)四唑-5-氨基四唑鹽的合成及性能預(yù)估[J]. 楊堯,申程,陸明. 火炸藥學(xué)報. 2014(05)
[6]5,5’-聯(lián)四唑-1,1’-二氧二羥銨的合成及其性能[J]. 朱周朔,姜振明,王鵬程,陸明,蘇強,余咸旱. 含能材料. 2014(03)
[7]聚能富氮化合物5,5-聯(lián)四唑-1,1-二氧化物二羥銨合成工藝研究[J]. 王小軍,蘇強,陳樹森. 火工品. 2014(03)
[8]1,1’-二羥基-5,5’-聯(lián)四唑二羥胺鹽的合成與性能[J]. 畢福強,肖川,許誠,葛忠學(xué),王伯周,樊學(xué)忠,汪偉. 含能材料. 2014(02)
[9]高能單元推進劑TKX–50能量特性計算研究[J]. 畢福強,付小龍,邵重斌,樊學(xué)忠,李吉禎,蔚紅建. 化學(xué)推進劑與高分子材料. 2013(05)
[10]新型含能材料的研究進展[J]. 黃輝,王澤山,黃亨建,李金山. 火炸藥學(xué)報. 2005(04)
碩士論文
[1]炸藥重結(jié)晶晶形及粒度控制研究[D]. 王元元.中北大學(xué) 2009
本文編號:3428254
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
TKX-50的合成路線
中北大學(xué)學(xué)位論文82TKX-50的結(jié)晶過程研究5,5’-聯(lián)四唑-1,1’-二氧羥銨鹽是一種不敏感的高能離子鹽,環(huán)保、高熱量、高密度高爆速等優(yōu)勢使其在固體推進劑領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。但是直接通過合成得到的TKX-50晶體多為片狀,嚴(yán)重影響制約了其應(yīng)用,而且關(guān)于TKX-50形貌控制方面的研究較少。本章對TKX-50進行重結(jié)晶研究,調(diào)控其晶體形貌,控制晶體質(zhì)量,為得到高品質(zhì)的晶體形貌提供理論基矗2.1結(jié)晶過程基本原理從幾種狀態(tài)(熔融態(tài)、氣象態(tài)和溶液態(tài))中獲取純物質(zhì)的方法叫做結(jié)晶。在溶液中結(jié)晶是目前最常用的結(jié)晶工藝。結(jié)晶工藝主要包括晶核的形成與生長。結(jié)晶過程也被稱之為結(jié)晶動力學(xué)。2.1.1結(jié)晶成核在溶液的結(jié)晶過程中首先出現(xiàn)的是新相的生成即晶核的形成,進一步就是晶核的生長過程。如果在溶液中沒有雜質(zhì)或者溶質(zhì)結(jié)晶,則只能通過均相成核生長。區(qū)別均相成核和非均相成核的關(guān)鍵是溶液中有無雜質(zhì),在非均相成核過程中溶液中含有未溶解的雜質(zhì);反之若溶液中沒有溶質(zhì)結(jié)晶時,此時的成核稱之為初級成核即既有均相成核又有非均相成核。各種晶體的成核方式如圖2-1所示:圖2-1晶體成核的方式Fig.2-1Waysofcrystalnucleation
中北大學(xué)學(xué)位論文9在晶體成核方式中,相比于初級成核,二次成核更容易控制,且對過飽和度的要求低,因此在經(jīng)過二次成核以后得到的產(chǎn)品晶體品質(zhì)較好,而且二次成核也是晶核形成過程中的主要機理。2.1.2晶體的生長過程晶體生長是研究晶體結(jié)晶的重要領(lǐng)域,直接影響著晶體的形貌、粒度和純度。關(guān)于晶體生長的機理有著不同的說法。其實晶體生長的過程就是在晶體各個晶面附著著的溶質(zhì)分子,通過擴散或者運動將溶質(zhì)分子運輸?shù)骄Ц裰校诰w表面按照一定的方向位置排列,進一步成長為具有一定形狀的晶體,圖2-2展示了幾種典型的晶體生長技術(shù)[48]。圖2-2晶體生長技術(shù)分類圖Fig.2-2Crystalgrowthtechnologyclassificationchart2.2炸藥結(jié)晶與影響因素目前,炸藥結(jié)晶的使用的方法是重結(jié)晶。通過重結(jié)晶可以進一步改變晶體的純度、密度、顆粒度和晶體形貌,從而改變晶體的熱穩(wěn)定性能、能量性能(摩擦感度、撞擊感度)。通常,針狀的晶體流散性不好、感度不佳且不利于應(yīng)用和處理;球狀的晶體表面
【參考文獻】:
期刊論文
[1]快速冷凍干燥法制備網(wǎng)絡(luò)納米結(jié)構(gòu)TKX-50的熱分解和燃燒特性[J]. 曹雄,楊麗媛,王華煜,尚伊平,胡雙啟,鄧鵬,胡立雙. 含能材料. 2018(12)
[2]TKX-50合成方法改進[J]. 居平文,凌亦飛,谷玉凡,羅軍. 含能材料. 2015(09)
[3]聯(lián)唑類含能化合物及其含能離子鹽研究進展[J]. 黃曉川,郭濤,劉敏,王子俊,邱少君,葛忠學(xué). 含能材料. 2015(03)
[4]5,5’-聯(lián)四唑-1,1’-二氧二羥銨(TKX-50)50克量級制備放大工藝[J]. 趙廷興,田均均,李磊,范桂娟,張光全,李鴻波,黃明. 含能材料. 2014(06)
[5]1,1′-二羥基-5,5′-聯(lián)四唑-5-氨基四唑鹽的合成及性能預(yù)估[J]. 楊堯,申程,陸明. 火炸藥學(xué)報. 2014(05)
[6]5,5’-聯(lián)四唑-1,1’-二氧二羥銨的合成及其性能[J]. 朱周朔,姜振明,王鵬程,陸明,蘇強,余咸旱. 含能材料. 2014(03)
[7]聚能富氮化合物5,5-聯(lián)四唑-1,1-二氧化物二羥銨合成工藝研究[J]. 王小軍,蘇強,陳樹森. 火工品. 2014(03)
[8]1,1’-二羥基-5,5’-聯(lián)四唑二羥胺鹽的合成與性能[J]. 畢福強,肖川,許誠,葛忠學(xué),王伯周,樊學(xué)忠,汪偉. 含能材料. 2014(02)
[9]高能單元推進劑TKX–50能量特性計算研究[J]. 畢福強,付小龍,邵重斌,樊學(xué)忠,李吉禎,蔚紅建. 化學(xué)推進劑與高分子材料. 2013(05)
[10]新型含能材料的研究進展[J]. 黃輝,王澤山,黃亨建,李金山. 火炸藥學(xué)報. 2005(04)
碩士論文
[1]炸藥重結(jié)晶晶形及粒度控制研究[D]. 王元元.中北大學(xué) 2009
本文編號:3428254
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