RDX热分解特性及HMX对其热稳定性的影响

利用微热量热实验研究了黑索今(RDX)的热分解特性及奥克托今(HMX)对其热稳定性的影响,运用AKTS分析软件对热分解曲线进行解耦分峰,得到了不受熔融相变影响的热分解曲线和参数,采用Kissinger、Friedman和Ozawa法计算了其热分解活化能。结果表明:RDX是熔融分解型物质,解耦后的RDX熔融峰温为201.07~208.05℃,分解峰温为207.99~232.76℃,活化能为167.70 kJ·mol-1,通过Friedman法和Ozawa法计算的活化能变化趋势相同,并得到AKTS软件验证。不同RDX/HMX比例(9/1,8/2,7/3,6/4,5/5)的样品与单质RDX相比,混合样品中RDX的熔融峰温平均降低了8.63,8.32,9.70,8.57,6.50℃,其分解峰温平均改变了1.14,2.01,2.58,3.53,3.47℃;混合样品中RDX活化能为162.32,151.40,149.78,141.14,132.93 kJ·mol^-1,表明随着HMX比例的增加,RDX活化能降低。

基于化学反应神经网络的纳米Al-PTFE复合体系反应动力学建模研究

为深入了解纳米铝粉-聚四氟乙烯(Al-PTFE)的化学反应机理,以热重(TG)实验数据为基础,采用化学反应神经网络(CRNN)对纳米Al-PTFE反应机理进行动力学建模;提出的建模方法可以建立至少包含4种反应中间体和4个关键反应的动力学模型,通过此模型可以准确预测Al-PTFE反应过程中的热重曲线;再结合已有的Al-PTFE体系动力学过程,推测反应体系的主要反应路径和中间产物。结果表明,纳米Al-PTFE的热解过程可能存在5步基本反应,其中C_(2)F_(4)的分解和气化反应、薄膜Al_(2)O_(3)的破损、内部Al的释放为其主要反应,活化能为200.9kJ/mol。中间物质可能包括CF、CF2、CF3等物质,固态产物为Al_(4)C_(3)和C,气态产物可能为CO_(2)和CO。表明化学反应神经网络能够对纳米Al-PTFE的热解反应进行建模,预测可能存在的反应机理和相应的动力学参数。

TKX-50/GO复合含能材料的制备及热分解特性

为了研究5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟胺(TKX-50)/氧化石墨烯(GO)纳米复合含能材料的热分解性能,采用液氮喷雾冷冻干燥法,制备了TKX-50/GO复合材料;通过扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射仪(XRD),对样品的形貌、结构以及表面元素含量进行了表征和分析;采用热重-差示扫描量热法(TG-DSC)分析了复合材料的热分解性能;采用Kissinger法计算了其表观活化能。结果表明,采用液氮冷冻喷雾干燥法制备的TKX-50/GO复合材料具有纳米级层状网络结构;与TKX-50相比,TKX-50/GO复合含能材料的第一阶段分解峰峰温向低温方向移动12.0、12.5、12.2℃,第二阶段分解峰峰温向低温方向移动12.5℃和16.4℃,随着GO含量的增加,第二阶段分解峰变得不明显,TKX-50/GO5两个分解阶段重叠,表观活化能从146.2kJ/mol提高到163.3、168.5和172.9kJ/mol。GO提高了复合含能材料的活化能垒,使分解峰温提前,缩短了反应区间时间,从而提高了能量释放速率,促进了TKX-50/GO复合材料的热分解。

钢板与泡沫铝复合板弹药包装箱的对比研究

通过改变运输箱体的材料设计了一种钢板-泡沫铝-钢板复合材料运输箱。泡沫铝虽然减振吸能效果较好,但强度较低,所以结合钢板构成多层复合抗爆结构。当冲击波作用于复合板时,由于各层之间波阻抗的差异性,能有效降低透射波的传播,与单层钢板材料相比,防爆能力得到加强。采用ANSYS/LSDYNA模拟隔板材料分别为单层钢板材料和钢板-泡沫铝-钢板材料时,主发装药爆炸对被发装药的影响。结果显示:当隔板为单层钢板材料且厚度在6mm以下时,隔板变形较大会碰撞被发装药外壳导致被发装药爆炸,随着钢板厚度的增加其防护效果增强,能够避免被发装药被引爆的临界厚度为16mm;相较于14mm单层钢板,当隔板是钢板-泡沫铝-钢板复合材料时,无论其结构为3mm、8mm、3mm还是4mm、6mm、4mm都能够避免被发装药被引爆。

氧化石墨烯对TKX-50含能材料热性能的影响

为了研究氧化石墨烯(GO)对5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟胺(TKX-50)热性能的影响,分别向TKX-50添加1 wt%,3 wt%,5 wt%的GO,采用热重-差示扫描量热法(TG-DSC)分析了TKX-50的热分解性能;采用Kissinger法和Ozawa法计算了表观活化能和指前因子.结果表明:与TKX-50相比,添加GO后TKX-50的两段分解峰值温度均提前,两步分解部分重叠;GO加快了TKX-50的反应进程,缩短了反应区间,能量释放速率提高;添加GO使TKX-50的表观活化能从146.16 kJ·mol^-1提高到163.25 kJ·mol^-1,168.50 kJ·mol^-1和172.97 kJ·mol^-1,提高了TKX-50的热稳定性.