磁铁矿(Fe3O4)纳米粒子与常用爆炸物的热相容性研究(Ⅱ)（英）

利用氧化-沉淀法成功制备出了磁铁矿纳米粒子,经过XRD技术表征,磁铁矿纳米粒子的平均直径约为45 nm,粒径分布狭窄。使用DSC技术研究了平均直径为45 nm的磁铁矿纳米粒子与常用的爆炸物黑索金(RDX),高氯酸三碳酰肼合镉(GTG),4,6-二硝基苯并氧化呋咱钾(KDNBF)和季戊四醇四硝酸酯(PETN)的热相容性。实验表明45 nm左右的磁铁矿纳米粒子与KDNBF热相容,与RDX及PETN不相容,与GTG严重不相容。     

1，3，3-三硝基氮杂环丁烷与几种材料的相容性

用非等温DSC法考察了1,3,3－三硝基氮杂环丁烷（TNAZ）与奥克托今（HMX）、黑索今（RDX）、硝化棉（NC）、硝化甘油（NG）、二甲基二 苯脲（C2）的相容性。结果表明,TNAZ与HMX、RDX的相容性样好,与NC及C2的相容性较差,与NG则不相容。     

纳米级奥克托今的制备及性能研究

研究了使用HLG-50型粉碎机制备纳米奥克托今（HMX）,以及应用纳米激光粒度仪跟踪其粒度分布,并通过扫描电子显微镜（SEM）观察其颗粒大小;采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman spectra）、X射线衍射（XRD）以及电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）检测其成分,研究其纯度;使用热 重（TG）和差示扫描量热法（DSC）分析其热分解特性;同时表征了纳米HMX的摩擦感度、撞击感度和冲击波感度。结果表明,制备获得的纳米HMX产品其颗粒粒径大部分在100nm以下,并且引入的杂质极少;纳米HMX的热分解峰温度较原料HMX稍有提前,其摩擦感度与原料相比有较大幅度下降,撞击感度和冲击波感度分别降低132.6%和60.0%,安全性能明显提高,具有良好的应用前景,并对纳米HMX的降感机理进行了分析。     

HMX/Cr2O3纳米复合含能材料的溶胶-凝胶法制备及表征

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法和超临界流体(SCF)技术制备出HMX/Cr2O3纳米复合炸药。利用扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其形貌和成分进行了分析和表征,测试了其热分解特性、撞击感度和摩擦感度。结果表明:HMX和Cr2O3在纳米尺度均匀复合,HMX/Cr2O3纳米复合炸药的粒度为30~50nm,近球形;与纯HMX原料相比,不同配比的复合炸药的融化峰温和分解峰温有显著的改变,撞击感度均显著降低,摩擦感度降幅较小。     

丙基硝基胍（PrNQ）热化学特性及分解机理（英）

采用差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)法研究了丙基硝基胍 （PrNQ）的热分解行为和非等温分解反应动力学,利用原位红外技术研究了PrNQ分子的分解机理,利用DSC实验研究了PrNQ与黑索今 （RDX）,奥克托今（HMX）,六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）,5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟铵 （TKX-50）的相容性。结果表明,PrNQ的熔点约为99 ℃,可应用于熔铸炸药体系。PrNQ的热稳定性良好,PrNQ的熔融和分解温度相差约137 ℃,可保证熔铸工艺的安全性。根据DSC实验,PrNQ与HMX及TKX-50的ΔT_p分别为-0.3 K和1.36 K,表明其与HMX及TKX-50相容性良好。     

高纯纳米HNS的制备与表征

采用溶液急冷重结晶和溶剂非溶剂重结晶相结合的方法得到了2,2′,4,4′,6,6′-六硝基茋(HNS)高纯纳米颗粒.经过纳米化后,HNS的颗粒形貌更为圆滑,粒度分布处于58.9～231.6nm之间,纯度由90.1％提高到99.44％,比表面积为19.27m2·g-1.撞击感度测试表明,纳米HNS的撞击感度较之原料HNS有所降低,冲击片感度提高.     

新型HMX/AP/EP纳米复合物的制备及表征（英）

以含能聚合物(EP)为基底通过共沉淀法制备了奥克托今(HMX)/高氯酸铵(AP)/含能聚合物(EP)纳米复合物。用扫描电镜(SEM),能量色散X射线能谱(EDS)、比表面积(Brunauer-Emmett-Teller(BET))测定、红外(IR)光谱法和差示扫描量热法(DSC)表征了它的结构及性能。结果表明,HMX/AP/EP纳米复合物具有三维纳米网状结构。HMX和AP均匀沉积在EP上面,其尺寸为50~200 nm。HMX、AP和EP紧密结合在一起,具有良好的相容性。HMX/AP/EP纳米复合物的分解温度远低于HMX的。当HMX/AP/EP纳米复合物的氧平衡为零时,其分解热高达2570 J·g^-1。HMX/AP/EP纳米复合物的撞击特性落高H₅₀为50.49 cm,与HMX的撞击感度的特性落高(27 cm)相比,其机械感度较低。     

机械球磨法制备纳米HNS及其热分解性能

为细化六硝基茋(HNS),采用高能球磨法制备出了平均粒径为94.8 nm的纳米HNS炸药。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外(IR)、X光电子能谱(XPS)、DSC-IR和5 s爆发点,进行了HNS样品的表征和分析。结果表明,球磨后炸药的微观形貌呈类球形,粒度呈正态分布。机械球磨作用并未改变HNS原有的晶型、分子结构、及表面元素,说明该制备纳米HNS方法十分可靠。纳米HNS热分解的表观活化能较原料HNS高12.4 kJ·mol~(-1),说明纳米HNS分子的活化需要更高的能量。纳米HNS被加热后分解成了大量的CO_2和少量H_2O,而N元素以非极性的N_2分子存在。纳米HNS的5s爆发点(T_(5s))较原料高12.2℃,说明纳米HNS具有更低的热感度。     

化学镀法制备HMX/Cu复合粒子及其热分解特性的研究

采用化学镀法制备了HMX/Cu复合粒子,利用SEM和XRD研究其大小、形貌和物相组成,并通过DSC对其热分解特性进行了分析。研究结果表明： HMX/Cu复合粒子表面负载Cu的粒径约为80 nm,包覆比较均匀;负载的纳米Cu对HMX的固相分解有明显催化作用,前期分解热量百分比值从2.37%增加到97.29%,热分解峰向低温方向移动35.53 ℃,并且热分解放缓;当升温速率为15 ℃/min时 HMX/Cu的热分解变得非常剧烈;与HMX相比,HMX/Cu的表观活化能降低了33.16 kJ/mol;适量O₂存在有利于纳米HMX/Cu的热分解。对纳米Cu的催化机理进行分析,提出了催化剂的“空间分布效应”。     

粒径大小对高频感应加热制备纳米铝粉活性影响

采用高频感应加热蒸发-冷凝法制备了20,25,50 nm三种不同粒度的纳米铝粉,并运用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对纳米铝粉进行表征,使用差热分析(DTA)研究了不同粒径纳米铝粉的热学行为。结果发现,随着纳米粒子粒径从50 nm减小到20 nm,纳米铝粉反应放热热焓从3.721 kJ.g-1减少到0.928 kJ.g-1,即随着粒径的减小纳米铝粉的活性反而变低。认为这是由于铝纳米粒子表面氧化铝膜含量的增加,采用高频感应加热方法制备的粒子不存在内部储能所致。因此,纳米铝粉的活性,不仅取决于粒子的尺寸大小,还取决于粒子的制备方法,以及粒子表面包覆壳层的种类、结构、厚度等。     

纳米级奥克托今超微颗粒制备技术研究

本文利用撞击流法和微乳控制技术成功地制备了纳米粒度的奥克托今(UFHMX).实验表明,Zeta电位对分散HMX和分离UFHMX起着重要的作用.当HMX的水乳液液流在压力为150MPa、撞击速度约1 000m/s的情况下进行超微化处理时,可得到粒度分布范围较窄的球形纳米UFHMX颗粒.这时颗粒的有效平均粒径为184.4nm,最小颗粒为12.4nm,最大颗粒为465.7nm,比表面积为28.42m2/g.     

分散剂在超细HMX制备中的应用

研究了分散剂在撞击法制备超细HMX中的作用。结果表明，分散剂不仅减小HMX颗粒的等效颗粒尺寸，而且也能改善HMX的粒度分布。其中，OP类分散剂对HMX粉碎效果最佳，用撞击法可制备出纳米级HMX，其平均粒度可达68．9nm，分布范围在0．9nm的宽度内。     

窄分布纳米级HMX的制备

通过撞击法成功地制备出了窄分布的纳米级HMX。研究了不同分散剂对超细HMX炸药粒度和粒度分布的影响。结果表明：分散剂1、分散剂2能改善HMX的颗粒度分布,在分散剂1存在下,撞击法可制备出颗粒度分布较窄的纳米HMX颗粒,其d50分别为70．1nm和68．9nm,分布范围分别为0．9nm和1．4nm。     

球形化HMX颗粒的晶体品质与性能

分别采用激光粒度仪、光学显微镜、高效液相色谱、X-射线衍射等方法对球形化处理前后的奥克托今(HMX)颗粒的形貌、化学纯度、晶体缺陷等晶体品质进行了表征,采用TG-DSC和5 s爆发点实验研究了其热性能,测试了其撞击感度、摩擦感度和静电感度.结果表明,球形化HMX颗粒基本为球形,表面光滑,颗粒透光均匀,内外缺陷少,热稳定性提高,颗粒密度分布集中,以HMX为基的浆状炸药的流散性明显改善,机械感度和静电感度变化不明显.     

溶剂一非溶剂法制备超细PYX的影响因素

采用溶剂一非溶剂法制备出了平均粒径为1038.0 nm的超细PYX(2,6一二苦氨基一3,5．二硝基吡啶),探讨了制备工艺条件和干燥方式对PYX粒径的影响。通过单因素和正交试验对影响PYX粒径的主要因素进行了研究,并就产品细化前后的能量输出和撞击感度进行了测试。用正交试验得到最佳工艺条件：炸药溶液浓度为0.08 g／mL,炸药溶液与非溶剂的温度差为70℃,搅拌速度为1 600 r／min,滴加速度为1.0 mL／min,干燥方式为真空冷冻干燥。试验结果表明,影响PYX粒径的因素大小的顺序为干燥方式、溶液浓度、温度差、搅拌速度、溶液滴加速度。而干燥方式在较大程度上浃定着产品的粒径和分布。PYX细化后的钢凹值提高了9.9%,特性落高提高到原料PYX的2.5倍。     

硝基爆炸物对2-(氯甲基)-4-苯基喹啉-3-甲酸乙酯的荧光猝灭研究

为了寻求可作为爆炸物检测的敏感材料,应用荧光分析技术研究了具有荧光特性的共轭小分子化合物2-(氯甲基)-4苯-基喹啉-3-甲酸乙酯(ECM PQ C)在微量硝基爆炸物存在下的荧光响应性,以及与不同浓度硝基爆炸物作用时的猝灭率。ECM PQ C与缺电子的硝基爆炸物TN T、H N S及HM X接触时,可发生电子转移使体系荧光猝灭,随着加入TN T溶液浓度的增大,ECM PQ C溶液的荧光强度逐渐降低,ECM PQ C有望作为爆炸物检测的敏感材料。通过氯仿、乙醇、丙酮溶剂对ECM PQ C荧光性质的研究表明,随着溶剂极性的增加,ECM PQ C荧光光谱的最大发射波长显著红移,在乙醇溶液中,ECM PQ C与硝基爆炸物因发生能量转移而生成激基复合物,其荧光光谱在365~450 nm处出现新峰。