基于含能材料自催化分解反应的热动力学和安全性研究

发布时间：2021-05-08 23:26

　　自催化反应由于未知的意外引发和短时间内大量热量和气体的放出,所以其热分解过程通常被认为是及其危险的。热安全性评价的目标在于确定热失控的临界条件以及发生热失控前所经历的时间。近年,基于热分解动力学对含能材料热安全性进行理论评价的研究是十分重要的课题。本论文选择4种具有典型热分解反应特征的含能材料,即FOX-12、LLM-105、BTF、CL-20/BTF共晶为研究对象,基于差示扫描量热仪（DSC）、绝热量热仪（ARC）等基础实验获得基本的热行为参数,针对获得的基础实验数据,通过非线性拟合的模型拟合法分别建立热分解动力学模型,在建立的动力学模型上,结合传热方程对不同情形下的热安全性能进行模拟评估,具体研究内容如下:利用DSC、ARC等基础实验获得热分解曲线,获得初始分解温度、反应热等参数;以四种研究对象为例,基于所获得的热行为特征参数通过模型拟合法建立了各自反应的动力学模型,得到热分解动力学参数;基于热分解动力学模型,获取不同条件下的安全性参数,计算模拟了FOX-12、LLM-105、CL-20/BTF共晶在大批量不同条件下的整贮存安全性,探讨了影响SADT值的参数。研究发现:FOX-12... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 热分析动力学方程的研究进展
        1.2.1 常用的热分析方法
        1.2.2 热分析的动力学方法
    1.3 含能材料热安全性评价的进展
        1.3.1 常用的热安全性评价指标
        1.3.2 热分析法研究含能材料SADT的理论模型
        1.3.3 含能材料热分析方法在热安全性评估中具体应用
    1.4 本论文研究内容及创新点
        1.4.1 本课题的研究内容
        1.4.2 创新点
第二章 FOX-12热分解动力学建模及其热安全性评估
    2.1 实验原料
    2.2 主要实验仪器及软件
        2.2.1 实验仪器
        2.2.2 热安全评估软件
    2.3 实验部分
        2.3.1 FOX-12的热分解行为研究
        2.3.2 FOX-12分解反应类型的判定
        2.3.3 热分解机理的研究
        2.3.4 热安全性能的评估
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 FOX-12热分解行为的研究
        2.4.2 FOX-12热分解动力学的研究
        2.4.3 FOX-12热分解机理的研究
        2.4.4 FOX-12热安全参数的评估
    2.5 本章小结
第三章 LLM-105复杂的热分解行为研究
    3.1 实验原料与仪器
        3.1.1 实验原料
        3.1.2 主要实验仪器与设备
    3.2 实验部分
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 LLM-105热分解行为的研究
        3.3.2 LLM-105热分解动力学的研究
        3.3.3 LLM-105热安全性的研究
    3.4 本章小结
第四章 熔融分解型BTF的热分解动力学研究
    4.1 实验与方法
        4.1.1 实验原材料
        4.1.2 实验条件
        4.1.3 模型拟合法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 BTF的热分解行为
        4.2.2 动力学参数的确定
        4.2.3 熔融过程对动力学预测的影响
    4.3 本章小结
第五章 CL-20/BTF共晶的热分解动力学及热安全性研究
    5.1 实验与方法
        5.1.1 实验原料
        5.1.2 实验仪器与设备
    5.2 实验部分
        5.2.1 CL-20/BTF共晶的热分解行为研究
        5.2.2 CL-20/BTF共晶稳定性的研究
        5.2.3 CL-20/BTF共晶分解反应类型的确定
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 非等温DSC研究CL-20/BTF共晶热分解行为
        5.3.2 CL-20/BTF共晶的热稳定性研究
        5.3.3 CL-20/BTF共晶热分解动力学的确定
        5.3.4 CL-20/BTF共晶的热安全性评估
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]偶氮二异丁酸二甲酯热危险性研究[J]. 汪维俊,华敏,潘旭海,徐启铭,蒋军成.  中国安全科学学报. 2017(12)
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[3]硝基胍溶液的热分解性能及动力学[J]. 陈莹莹,陈利平,陈网桦,董泽,薛倍倍,张军,王炎.  含能材料. 2017(03)
[4]40%DCP溶液的热分解模型[J]. 董泽,陈利平,陈网桦,马莹莹.  化工学报. 2017(05)
[5]乌洛托品的热分解动力学[J]. 彭浩梁,陈利平,路贵斌,张彩星,周奕杉,李永坚,陈网桦.  含能材料. 2016(05)
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[9]分解反应自催化性质快速鉴别的实验方法[J]. 杨庭,陈利平,陈网桦,张彩星,高海素,路贵斌,周奕杉.  物理化学学报. 2014(07)
[10]含能材料热动力学行为和热力学性质的研究进展[J]. 赵凤起,曲文刚,高红旭,罗阳.  中国科学:化学. 2014(06)

博士论文
[1]含能材料自催化分解特性与热安全性研究[D]. 王凯.南京理工大学 2016

硕士论文
[1]基于热分解动力学对CL-20基共晶炸药的热安全性评价研究[D]. 赵浪.西南科技大学 2019
[2]环氧乙烷热危险性研究[D]. 刘毛毛.青岛科技大学 2014



本文编号：3176179