冲击压缩下液态硝基甲烷的拉曼光谱研究

发布时间：2020-04-30 17:28

【摘要】：关于含能材料在冲击波作用下的微观动力学问题的研究一直是各国学者的研究热点,同时对于研究者来说也是一个更具挑战性的研究课题。尽管人们在含能材料的稳定性与宏观特性等方面的研究上取得了较大进展,但对其在高温高压条件下的冲击起爆过程与微观反应机制方面的了解甚少。因此,探究含能材料在冲击压缩下的微观动力学变化是必不可少的。硝基甲烷是其中分子结构最为简单的有机含能材料,可作为其他含硝基衍生物的研究模型,一直是开展炸药冲击起爆问题研究的首选体系,因此关于它在冲击压缩下动力学问题的研究也历来是多数含能材料研究者所关注的焦点。本论文的实验研究是在二级轻气炮加载装置的实验平台上完成的,结合使用高灵敏度瞬态激光拉曼光谱在线探测技术对液态硝基甲烷在单次冲击压缩下的拉曼光谱变化进行了实时在线观测。常态下,硝基甲烷有三个较强的拉曼振动峰(称之为拉曼特征峰),分别为：CN伸缩振动(917cm-1),NO2/CH3伸缩振动／弯曲振动(～1400cm-1),CH3伸缩振动(2968cm-1),实验中通过观测这三个拉曼特征峰的峰形随着冲击压力的升高而产生的变化,来获得硝基甲烷样品在单次冲击压缩下的分子结构变化信息。在本实验研究中,我们利用拉曼光谱在线探测技术首次观测到了硝基甲烷在12.3GPa高压力下的冲击拉曼光谱,这是在硝基甲烷单次冲击拉曼光谱实验研究领域内的一个重大突破。实验研究发现,在7.9GPa～12.3GPa的压力区问内,CN振动峰与CH3振动峰的拉曼频移随着压力的升高而呈现单调递增的变化趋势,NO2/CH3重叠振动峰未出现明显的频移,振动峰的频移量与其相应的振动模式密切相关；所有拉曼特征峰的峰宽与峰强也都随着压力的升高而出现了展宽、增强或减弱的现象,但此压力下并未出现化学变化产生的迹象。这一结果表明了硝基甲烷在12.3GPa以下的冲击压力下没有发生化学变化,还保持着其分子结构的稳定性,由此解决了早期关于硝基甲烷化学变化问题存在的争议。根据实验结果可推断出液态硝基甲烷的冲击分子结构变化是由样品中的压力与温度的共同作用而决定的。
【图文】：

１火药室２火药３大膜片４活塞５栗管６工作气体７高压段８小膜片９弹逡逑丸１０发射管１１磁测速１２勒室１３样勒１４飞片逡逑图２－２邋二级轻气炮加载装置结构图逡逑一

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【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O657.37;TQ560.1

【参考文献】

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本文编号：2646011