ETN基纳米复合含能材料的制备及性能研究

发布时间：2020-06-04 16:05

【摘要】：纳米复合含能材料是一种纳米组分均匀分散在复合体系中的特殊含能材料,可发挥纳米材料特有的表面特性,改善传统含能材料感度高、输出能量低等缺点,是当前研究的热点课题。本论文结合溶胶-凝胶法,以高能炸药丁四醇四硝酸酯(ETN)为主体炸药,以安全无毒的Cr_2O_3为凝胶骨架材料,以活性纳米Al粉为添加剂,制备出Al/Cr_2O_3/ETN纳米复合含能材料,并对其性能进行了研究。具体内容如下:首先,制备复合含能材料。利用溶胶-凝胶技术,制备出主体凝胶Al/Cr_2O_3,对工艺条件进行了探讨,包括凝胶前驱体盐的选择性实验、凝胶前驱体的浓度调节、溶剂的选择、环氧丙烷的用量以及溶液不同初始pH值。向主体Al/Cr_2O_3凝胶骨架中添加ETN,制备出Al/Cr_2O_3/ETN复合湿凝胶。利用真空冷冻干燥技术将样品干燥6h得到纳米Al/Cr_2O_3/ETN复合含能材料。其次,样品的分析与表征。利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(IR)对样品的微观形貌、元素组成及结构特征进行了表征分析。结果发现:在复合材料中,纳米Al表面明显被粒子包覆,这些粒子为纳米ETN和Cr_2O_3的混合物,被包覆结构大小约100nm;纳米复合含能材料由C、N、O、Al和Cr元素组成,符合纳米Al/Cr_2O_3/ETN复合含能材料的元素构成;此外,复合材料中存在Cr_2O_3和ETN的特征峰,与纳米Al/Cr_2O_3/ETN复合含能材料组分一致。最后,样品的性能测试及分析。机械感度和热分解的测试结果发现:纳米复合含能材料的撞击特性落高随着ETN含量增加而减小,其摩擦感度随着ETN增加而升高,特别是纳米复合含能材料的机械感度均低于其组分的物理混合物。不同ETN含量的纳米复合含能材料的热分解温度均低于纯ETN的热分解温度,表明纳米Al和纳米Cr_2O_3对ETN的热分解起到一定的催化作用,样品的感度降低显著,此纳米复合含能材料具有安全钝感的特性。以上探讨为工程领域的进一步应用提供了参考。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ560.1

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 宋小兰;王毅;王晶禹;张景林;焦清介;;1,2,3,4-丁四醇四硝酸酯的合成、表征和性能[J];含能材料;2014年04期

2 宋薛;王军;杨光成;聂福德;;纳米铝热剂Al/CuO的制备及性能[J];含能材料;2013年01期

3 张学梅;董海山;孙杰;高大元;夏云霞;刘晓峰;董晓;;TNAZ/ANTA最低共熔物的制备与性能[J];含能材料;2012年05期

4 方伟;赵省向;陈松;韩仲熙;李文祥;刁小强;封雪松;;Fe_2O_3/BAl纳米复合含能材料的制备及性能研究[J];火工品;2012年02期

5 宋肯彭;宋小兰;张树海;;ADN/Fe_2O_3纳米复合氧化剂的制备及性能[J];火炸药学报;2011年05期

6 宋小兰;李凤生;张景林;王毅;安崇伟;郭效德;;纳米AP/Fe_2O_3复合氧化剂的制备及其机械感度和热分解特性[J];固体火箭技术;2009年03期

7 莫尊理;赵仲丽;陈红;牛贵平;;纳米SiO_2/纤维素复合材料的非均相制备及其性能[J];复合材料学报;2008年04期

8 王毅;李凤生;姜炜;张先锋;郭效德;;Fe_2O_3/Al纳米复合铝热剂的制备及其反应特性研究[J];火工品;2008年04期

9 陈明华;王黔平;;溶胶-凝胶法制备干凝胶的干燥技术探讨[J];陶瓷;2008年03期

10 马向辉;孙淑清;段春燕;;聚酰亚胺/TiO_2-SiO_2纳米复合材料的制备及表征[J];化学工业与工程;2008年01期

相关博士学位论文 前1条

1 马振叶;纳米氧化物的制备及其催化性能研究[D];南京理工大学;2004年

相关硕士学位论文 前2条

1 宋雪雪;纳米复合含能材料RDX/Fe_2O_3-Al_2O_3的制备与表征[D];中北大学;2013年

2 石海燕;溶胶—凝胶法制备微纳米HMX/Cr_2O_3复合粒子及微纳米HMX[D];南京理工大学;2013年

，

本文编号：2696631