降感CL-20制备工艺技术研究
发布时间：2021-06-21 07:10
六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW,CL-20）是当今高能量密度材料的典型代表,可运用于固体推进剂、发射药及传爆药的制备研究,能满足武器系统的高能、钝感的要求。它是一种笼形多硝铵类化合物,能量、密度均高于其他硝铵类炸药。但由于CL-20炸药的机械感度较高、难以准确控制晶型的缺点,使它很难得到充分运用。通过减小炸药晶体的粒径、控制炸药晶体的形貌及在炸药表面包覆粘结剂等方法可以有效降低炸药的感度。本文以分子动力学理论为基础,结合分子动力学模拟软件（MS）建立了CL-20晶胞、三种粘结剂（Estane5703、EPDM、EVA）及其对应的PBX模型,并采用COMPASS力场,计算出条件相同情况下CL-20与Estane5703、EPDM、EVA之间的结合能。3种粘结剂与ε-CL-20的结合能排序为Estane5703>EPDM>EVA。本文还改进了原有的超声喷雾细化装置,通过单因素变量法得到了制备超细ε型CL-20的最佳工艺条件;并通过自制亚克力板防护罩,减少了实验过程中环境污染;并对制备得到的细化CL-20样品进行XRD分析测试、SEM测试、DSC热分析测试和撞击感度测试,实验结果...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景、目的及意义
1.2 高能炸药CL-20的概述
1.3 国内外超细炸药制备的研究现状
1.3.1 国内超细炸药制备制备的研究现状
1.3.2 国外超细炸药制备制备的研究现状
1.4 国内外关于炸药包覆方面的研究现状
1.4.1 国内关于炸药包覆方面的研究现状
1.4.2 国外关于炸药包覆方面的研究现状
1.5 本文的研究内容
1.6 本文的技术路线
2 相关理论及原理
2.1 概述
2.1.1 量子化学概述
2.1.2 分子力学和分子动力学概述
2.2 结晶机理
2.2.1 CL-20的溶解度
2.2.2 CL-20的晶体成核过程
2.2.3 蒸发理论
2.3 粘结剂的粘结机理
2.3.1 吸附理论
2.3.2 扩散理论
2.3.3 酸碱作用
2.3.4 CL-20炸药与粘结剂间的界面作用
2.4 本章小结
3 CL-20与粘结剂的MD模拟
3.1 选择力场
3.2 建立CL-20和ε -CL-20晶体模型
3.3 建立粘结剂分子结构
3.4 构建以ε-CL-20为基的PBX模型
3.5 判别平衡体系
3.6 计算结合能
3.7 本章小结
4 CL-20的细化工艺研究
4.1 重结晶细化工艺实验部分
4.1.1 实验仪器与试剂
4.1.2 CL-20重结晶细化实验装置
4.1.3 实验步骤
4.2 实验结果分析
4.2.1 样品表征和性能测试
4.2.2 溶剂/非溶剂法制备超细CL-20的工艺条件影响分析
4.2.3 晶体形貌分析
4.2.4 热力学分析
4.2.5 撞击感度测试
4.3 本章小结
5 不同方法对CL-20的包覆及性能测试
5.1 水悬浮法包覆CL-20实验部分
5.1.1 实验仪器与试剂
5.1.2 实验步骤
5.2 水悬浮法包覆CL-20的样品表征和性能测试
5.3 水悬浮法包覆CL-20样品的测试结果分析
5.3.1 SEM测试分析
5.3.2 XRD测试分析
5.3.3 红外光谱（FT-IR）分析
5.3.4 热力学（DSC）分析
5.3.5 撞击感度测试
5.4 喷雾干燥法包覆CL-20实验部分
5.4.1 实验仪器与试剂
5.4.2 实验步骤
5.5 喷雾干燥法包覆CL-20的样品表征和性能测试
5.6 喷雾干燥法包覆CL-20样品的测试结果分析
5.6.1 形貌分析
5.6.2 X-射线衍射分析（ XRD）测试分析
5.6.3 傅里叶红外光谱（FT-IR）测试分析
5.6.4 热力学测试（DSC）分析
5.7 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]喷雾干燥法制备微米级球形RDX复合颗粒及性能表征[J]. 王彩玲,王江,刁小强,李小东. 中国胶粘剂. 2015(10)
[2]超细CL-20/TNT共晶炸药的喷雾干燥制备与表征[J]. 王晶禹,李鹤群,安崇伟,郭文建. 含能材料. 2015(11)
[3]纳米ε-CL-20/Estane制备与表征[J]. 冀威,李小东,王晶禹,安崇伟. 含能材料. 2015(11)
[4]RDX基超细球形包覆粒子的制备及热性能表征[J]. 石晓峰,李小东,王晶禹,冀威. 固体火箭技术. 2015(03)
[5]RDX基复合含能微球的制备及表征[J]. 石晓峰,王晶禹,李小东,王江. 含能材料. 2015(05)
[6]喷雾干燥法中溶剂对RDX颗粒形貌和性能的影响[J]. 王江,李小东,王晶禹,安崇伟. 含能材料. 2015(03)
[7]不同温度下ε-CL-20晶体感度和力学性能的分子动力学模拟计算[J]. 刘强,肖继军,陈军,姬广富,朱伟,赵峰,吴强,肖鹤鸣. 火炸药学报. 2014(02)
[8]球形ε型CL-20的制备与性能研究[J]. 荆肖凡,徐文峥,王晶禹,安崇伟. 中北大学学报(自然科学版). 2014(02)
[9]重结晶制备超细HMX[J]. 汪小艳,张景林,张建仁. 爆破. 2013(03)
[10]超细CL-20/Cr2O3复合物的制备、表征与性能[J]. 王保国,陈亚芳,张景林,高敏. 火工品. 2013(03)
硕士论文
[1]超细硝基胍的制备技术及其性能研究[D]. 郑丹.南京理工大学 2015
[2]太安重结晶球形化工艺研究[D]. 王相元.中北大学 2009
[3]高能材料结构和性能的分子动力学模拟[D]. 夏露.苏州大学 2008
[4]高能氧化剂与粘合剂的分子间相互作用[D]. 孙小巧.南京理工大学 2007
[5]HMX及HMX基高聚物粘结炸药性能的模拟研究[D]. 张航.南京理工大学 2006
[6]四唑化合物及四唑与水二聚体分子间相互作用的理论研究[D]. 周素芹.南京理工大学 2005
[7]不同晶体形貌的超细RDX制备技术和性能研究[D]. 谯志强.中国工程物理研究院 2005
本文编号：3240235
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景、目的及意义
1.2 高能炸药CL-20的概述
1.3 国内外超细炸药制备的研究现状
1.3.1 国内超细炸药制备制备的研究现状
1.3.2 国外超细炸药制备制备的研究现状
1.4 国内外关于炸药包覆方面的研究现状
1.4.1 国内关于炸药包覆方面的研究现状
1.4.2 国外关于炸药包覆方面的研究现状
1.5 本文的研究内容
1.6 本文的技术路线
2 相关理论及原理
2.1 概述
2.1.1 量子化学概述
2.1.2 分子力学和分子动力学概述
2.2 结晶机理
2.2.1 CL-20的溶解度
2.2.2 CL-20的晶体成核过程
2.2.3 蒸发理论
2.3 粘结剂的粘结机理
2.3.1 吸附理论
2.3.2 扩散理论
2.3.3 酸碱作用
2.3.4 CL-20炸药与粘结剂间的界面作用
2.4 本章小结
3 CL-20与粘结剂的MD模拟
3.1 选择力场
3.2 建立CL-20和ε -CL-20晶体模型
3.3 建立粘结剂分子结构
3.4 构建以ε-CL-20为基的PBX模型
3.5 判别平衡体系
3.6 计算结合能
3.7 本章小结
4 CL-20的细化工艺研究
4.1 重结晶细化工艺实验部分
4.1.1 实验仪器与试剂
4.1.2 CL-20重结晶细化实验装置
4.1.3 实验步骤
4.2 实验结果分析
4.2.1 样品表征和性能测试
4.2.2 溶剂/非溶剂法制备超细CL-20的工艺条件影响分析
4.2.3 晶体形貌分析
4.2.4 热力学分析
4.2.5 撞击感度测试
4.3 本章小结
5 不同方法对CL-20的包覆及性能测试
5.1 水悬浮法包覆CL-20实验部分
5.1.1 实验仪器与试剂
5.1.2 实验步骤
5.2 水悬浮法包覆CL-20的样品表征和性能测试
5.3 水悬浮法包覆CL-20样品的测试结果分析
5.3.1 SEM测试分析
5.3.2 XRD测试分析
5.3.3 红外光谱（FT-IR）分析
5.3.4 热力学（DSC）分析
5.3.5 撞击感度测试
5.4 喷雾干燥法包覆CL-20实验部分
5.4.1 实验仪器与试剂
5.4.2 实验步骤
5.5 喷雾干燥法包覆CL-20的样品表征和性能测试
5.6 喷雾干燥法包覆CL-20样品的测试结果分析
5.6.1 形貌分析
5.6.2 X-射线衍射分析（ XRD）测试分析
5.6.3 傅里叶红外光谱（FT-IR）测试分析
5.6.4 热力学测试（DSC）分析
5.7 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]喷雾干燥法制备微米级球形RDX复合颗粒及性能表征[J]. 王彩玲,王江,刁小强,李小东. 中国胶粘剂. 2015(10)
[2]超细CL-20/TNT共晶炸药的喷雾干燥制备与表征[J]. 王晶禹,李鹤群,安崇伟,郭文建. 含能材料. 2015(11)
[3]纳米ε-CL-20/Estane制备与表征[J]. 冀威,李小东,王晶禹,安崇伟. 含能材料. 2015(11)
[4]RDX基超细球形包覆粒子的制备及热性能表征[J]. 石晓峰,李小东,王晶禹,冀威. 固体火箭技术. 2015(03)
[5]RDX基复合含能微球的制备及表征[J]. 石晓峰,王晶禹,李小东,王江. 含能材料. 2015(05)
[6]喷雾干燥法中溶剂对RDX颗粒形貌和性能的影响[J]. 王江,李小东,王晶禹,安崇伟. 含能材料. 2015(03)
[7]不同温度下ε-CL-20晶体感度和力学性能的分子动力学模拟计算[J]. 刘强,肖继军,陈军,姬广富,朱伟,赵峰,吴强,肖鹤鸣. 火炸药学报. 2014(02)
[8]球形ε型CL-20的制备与性能研究[J]. 荆肖凡,徐文峥,王晶禹,安崇伟. 中北大学学报(自然科学版). 2014(02)
[9]重结晶制备超细HMX[J]. 汪小艳,张景林,张建仁. 爆破. 2013(03)
[10]超细CL-20/Cr2O3复合物的制备、表征与性能[J]. 王保国,陈亚芳,张景林,高敏. 火工品. 2013(03)
硕士论文
[1]超细硝基胍的制备技术及其性能研究[D]. 郑丹.南京理工大学 2015
[2]太安重结晶球形化工艺研究[D]. 王相元.中北大学 2009
[3]高能材料结构和性能的分子动力学模拟[D]. 夏露.苏州大学 2008
[4]高能氧化剂与粘合剂的分子间相互作用[D]. 孙小巧.南京理工大学 2007
[5]HMX及HMX基高聚物粘结炸药性能的模拟研究[D]. 张航.南京理工大学 2006
[6]四唑化合物及四唑与水二聚体分子间相互作用的理论研究[D]. 周素芹.南京理工大学 2005
[7]不同晶体形貌的超细RDX制备技术和性能研究[D]. 谯志强.中国工程物理研究院 2005
本文编号：3240235
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