含TATB炸药共晶技术的研究

发布时间：2017-05-19 14:15

  本文关键词：含TATB炸药共晶技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了满足当今高能钝感武器、弹药的发展要求，共晶技术，作为从分子层面改善炸药性能的技术，是目前高能钝感炸药研究的新方向。用TATB制备共晶炸药，可满足弹药对高性能、低感度的要求，是目前含能材料研究的热点之一。TATB的难溶性是含TATB共晶炸药合成的难点和关键点。本研究首先对TATB的良溶剂进行分析及筛选，再通过理论和试验相结合，研究制备含TATB共晶炸药的工艺条件，并通过多种手段对制备出的TATB/HMX共晶炸药进行结构、形貌和性能的表征。其主要内容如下： （1）综合分析了国内外研究出的TATB良溶剂，进行多组试验验证，最终研究得到：本研究所选用的离子液体[Emim]Ac/DMSO复合溶剂在质量比为5:95的情况下对TATB的溶解性最好。 （2）从共晶机理的角度，选取官能团合适、溶解度合适的高能炸药HMX与TATB进行共晶炸药的制备，并通过MS模拟软件模拟出两炸药分子间有氢键形成，印证TATB/HMX共晶技术的可行性。 （3）研究TATB/HMX共晶炸药制备的工艺条件得到：在超声辅助的情况下采用溶剂/非溶剂法，用5:95的[Emim]Ac/DMSO复合溶剂溶解投料比为3:7的TATB和HMX，温度为80℃，搅拌强度500r/min，制备出的TATB/HMX共晶炸药形貌、性能最好。 （4）在最优条件下制备的TATB/HMX共晶炸药的形貌规则，大小约为2μm左右，通过XRD、IR、Raman测试结果表明TATB/HMX共晶在晶体结构上与TATB和HMX不同，证明了TATB与HMX在分子水平上结合，分子间有氢键的形成。 （5）TATB/HMX的H50大于100cm比原料HMX的高很多，撞击感度降低，DSC分解温度比原料HMX提高，热安定也有所改善；通过理论预测的TATB/HMX的爆速比TATB原料提高了19.4%，爆压提高了17.7%，因此TATB/HMX共晶炸药满足了现今武器发展对高能钝感炸药的要求。
【关键词】：共晶炸药 溶剂/非溶剂法 TATB HMX 性能表征
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ560.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 引言10-11
• 1.2 高能钝感炸药的研究进展11-13
• 1.2.1 高能钝感炸药的机理11-12
• 1.2.2 研制高能钝感炸药的传统工艺12-13
• 1.3 共晶技术研究进展13-20
• 1.3.1 共晶形成的原理13-14
• 1.3.2 共晶形成的要素14-18
• 1.3.3 含能材料共晶技术的研究现状18-20
• 1.4 本章小结20-21
• 第二章 含 TATB 共晶炸药的可行性研究21-34
• 2.1 原料的选择21-23
• 2.2 溶剂的选择23-27
• 2.2.1 TATB 良溶剂23-26
• 2.2.2 复合溶剂对 TATB 的溶解性研究26-27
• 2.3 含 TATB 共晶炸药的仿真模拟27-33
• 2.3.1 力场选择27-28
• 2.3.2 晶体预测28-30
• 2.3.3 TATB/HMX 共晶分子模型30-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 TATB/HMX 共晶炸药的制备34-47
• 3.1 试验药品及仪器34-35
• 3.2 试验方案35-36
• 3.3 工艺条件的控制36-45
• 3.3.1 投料比的研究36-37
• 3.3.2 溶解温度的研究37-40
• 3.3.3 搅拌速度的研究40-41
• 3.3.4 结晶方法的研究41-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第四章 试验结果性能表征及分析47-70
• 4.1 扫描电镜测试47-49
• 4.1.1 扫描电镜测试原理47-48
• 4.1.2 扫描电镜结果及分析48-49
• 4.2 X 射线衍射测试49-52
• 4.2.1 XRD 测试原理49-50
• 4.2.2 XRD 结果及分析50-52
• 4.3 红外光谱测试52-56
• 4.3.1 IR 测试原理52-53
• 4.3.2 IR 结果及分析53-56
• 4.4 拉曼光谱测试56-58
• 4.4.1 Raman 测试原理56-57
• 4.4.2 Raman 结果及分析57-58
• 4.5 X 射线光电子能谱测试58-63
• 4.5.1 XPS 测试原理58-59
• 4.5.2 XPS 结果及分析59-63
• 4.6 热性能测试63-66
• 4.6.1 DSC 测试原理63-64
• 4.6.2 DSC 测试结果及分析64-66
• 4.7 感度测试66-67
• 4.7.1 撞击感度测试原理66-67
• 4.7.2 撞击感度结果及分析67
• 4.8 爆速爆压预测及分析67-69
• 4.9 本章小结69-70
• 第五章 结论与展望70-72
• 5.1 结论70
• 5.2 展望70-72
• 参考文献72-78
• 攻读硕士期间发表的学术论文78-79
• 致谢79-80

【参考文献】

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本文编号：378915