TKX-50-TNT熔铸炸药研究

发布时间：2020-05-15 14:29

【摘要】：TKX-50是一种具有低感度、高爆速、无毒等优良性能的富氮含能离子盐单质炸药,具有潜在应用前景。不同于传统的硝胺类炸药,该化合物没有采用传统的N-NO2来提高能量,而是通过联四唑来提升性能,在氮环上引入氧原子与阳离子中的胺构成了离子间的氢键体系,具有很高的晶体密度。但其在混合炸药中的应用报道甚少。熔铸炸药是重要的混合炸药,其制造工艺简单,应用广泛,但传统的熔铸炸药存在一些缺陷,不能满足现代军事和民用需求。本课题中,设计了以TKX-50为主体炸药、TNT为载体的熔铸炸药配方及制备工艺。并对制备过程的安全性进行分析,对熔铸配方进行理论计算,确保实验方案的可行性。实验结果表明,实验原材料的相容性良好,可以安全进行实验。计算结果表明,增加蜡的含量,会进一步恶化以生成二氧化碳计的炸药体系的氧平衡,降低熔铸炸药的理论密度和爆速;增加主体炸药TKX-50的含量,有利于提高熔铸炸药的理论密度和爆速。对熔铸炸药降感技术进性研究。实验结果表明,通过联用超声波球形化技术、颗粒级配技术、添加适宜的钝感剂、控制原料比等降感方式有效降低了TKX-50—TNT熔铸炸药的机械感度,并确定最佳钝感配方为:70%TKX-50、29%TNT、1%58#蜡。基于熔铸炸药的密度、机械感度、爆速等评价指标,采取单因素探究和正交实验的方法,对熔铸炸药的制备工艺进行优化。结果表明:TKX-50—TNT熔铸炸药的最佳制备工艺条件为:加料速度20g/min、搅拌速度400r/min、保温时间是20min,保温温度为90℃。影响熔铸炸药密度的因素按主次排序依次为:保温温度t,保温时间T、搅拌转速R、加料速度V。对在优化工艺条件下制备的TKX-50—TNT熔铸炸药的密度、机械感度、能量水平、力学性能、热分解性能进行测试。其中最佳钝感配方的密度为密度1.77 g/cm3、爆速8361m/s、抗压强度10.34MPa、抗拉强度1.85MPa、抗剪切强度1.34MPa,撞击感度5%、摩擦感度3%,这些性能均优于RDX—TNT熔铸炸药;用动力学和热力学分析TKX-50—TNT熔铸炸药的热稳定性,结果表明其热安定性优于RDX—TNT熔铸炸药和TKX-50主体炸药。综合分析表明,TKX-50应用于TNT基熔铸炸药,有效提高了熔铸炸药的固含量,降低机械感度,增加了爆轰能量,增强韧性以及热稳定性。以上研究,为含TKX-50的混合炸药的研究、生产和应用提供了一定的理论和技术基础。
【图文】：

分子,单元,羟胺,氢键

5’-联四唑-1，1’-二氧羟胺盐（TKX-50）分子结构Fig.1.1 The molecular of Dihydroxylammonium 5，5'-bistetrazole-1，1'-diolateTKX-50 分子中含有大量的氮氧键、氢氧键，这些键易相互作用形成分子内或者分子间氢键。南京理工大学的朱周朔[12]通过 Gussian 软件对 TKX-50 的分子进行优化，，提出了 TKX-50 分子的两种空间构型。构型Ⅰ是分子中两个不同的羟胺与两个不同的氧形成氢键；构型Ⅱ型是与分子中的羟胺与同一个氧形成氢键。其中构型Ⅰ中的分子内氢键较明显。构型Ⅱ中氢键中的氢氧键之间的作用力较强，使得氮氢键缩短，电子由羟基供给唑环上的氮。TKX-50 的两种分子分子构型如图 1.2 所示。

分子结构图,羟胺,四唑,二氧

5’-联四唑-1，1’-二氧羟胺盐（TKX-50）分子结 The molecular of Dihydroxylammonium 5，5'-bistetrazole-1，分子中含有大量的氮氧键、氢氧键，这些键易相互作。南京理工大学的朱周朔[12]通过 Gussian 软件对 TK了 TKX-50 分子的两种空间构型。构型Ⅰ是分子中氧形成氢键；构型Ⅱ型是与分子中的羟胺与同一个分子内氢键较明显。构型Ⅱ中氢键中的氢氧键之间短，电子由羟基供给唑环上的氮。的两种分子分子构型如图 1.2 所示。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ560.7

【参考文献】