低熔点DNAN/RDX混合材料的热行为及分解机理

利用动态测压热分析法(DPTA)、差式扫描量热法(DSC)、热重分析法(TG)、热烤法研究了低熔点含能材料DNAN/RDX的热行为和分解机理。研究得到结论:1)DPTA法测试结果表明DNAN/RDX的热安定性较好;在固相分解阶段,运用Satava-Sestak法得出20~100℃时非等温固相分解阶段机理函数为G(α)=[(1-α)^(-1/3)-1]^(2),E_(S)=85.64 kJ/mol,lg A_(s)=11.57;等温阶段的等温分解动力学机理函数为G(α)=[(1-α)^(-1/3),反应速率常数k=1.51532×10^(-4)。2)DSC法和TG法研究结果表明RDX主要为熔融液相形式分解,DNAN主要为气相形式分解;混合体系中RDX促进了DNAN的分解过程,DNAN/RDX的受热质量损失过程主要为DNAN的挥发过程和RDX的热分解过程。运用DSC法研究升温速率为5℃/min时DNAN/RDX的热分解过程,普适积分法得出在224~320℃范围内的分解过程机理函数为G(α)=[-ln(1-α)]^(2),E=101.7 kJ/mol,lg A=6.676;不同升温速率下的热分解过程活化能为E=89.94 kJ/mol,lg A=6.489。3)热烤爆法研究结果表明DNAN/RDX混合体系的τ5s为592.1 K,热安全性较好。运用数值微分法、麦克劳林展开式等方法得出T_(b)=534.84 K,与DSC法计算出的结果较为接近。

MgH2对DNTF的热分解特性影响研究

为探究金属氢化物MgH2对DNTF的热分解特性的影响, 向DNTF中加入不同含量的MgH2进行差式扫描量热法(DSC)测试。为防止DNTF加热挥发采用完全密封坩埚。经过研究发现:MgH2能降低DNTF热分解反应的放热分解峰温,但不同含量的MgH2对DNTF的热分解影响不同,随着MgH2含量的增加,DNTF的放热分解峰温和分解活化能逐渐降低,MgH2的含量高于8%时,DNTF热安全性较大降低。

AlH_(3)与MgH_(2)对高氯酸铵热分解的影响

为探索金属氢化物在固体火箭推进剂中的应用可能性,通过差示扫描量热法(DSC)、热烤爆法、动态测压热分析法(DPTA)研究了AlH_(3)与MgH_(2)对高氯酸铵(AP)热分解性能的影响规律。DSC结果表明,AlH_(3)与MgH_(2)对AP的高温放热分解过程有显著的促进作用,使AP的分解温度提前近50℃;热烤爆法研究AlH_(3)/AP和MgH_(2)/AP混合体系的热感度发现,AlH_(3)和MgH_(2)的引入使得混合体系的热感度升高,AlH_(3)/AP、MgH_(2)/AP和AP的5s爆发点温度分别为:582.63、644.17和662.65K;DPTA法研究发现,MgH_(2)/AP的放气量仅为0.2mL/g,热安定性好;而AlH_(3)/AP测试过程的放气量为3.2mL/g,安定性较差。金属氢化物AlH_(3)和MgH_(2)对AP热分解表现出良好的催化效果,在AP体系的复合固体火箭推进剂中有潜在应用价值。

HMX与低熔点含能材料混合物的热安定性研究

目的研究环四亚甲基四硝胺(HMX)与2,4,6-三硝基甲苯(TNT)、2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)、3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)3种低熔点、高挥发性含能材料混合后的热安定性及相关性质。方法将HMX与3种低熔点含能材料按照质量比1∶1进行混合,采用动态测压热分析法(DPTA)、差示扫描量热法(DSC)研究混合炸药的相容性、热安定性等性能。结果DPTA研究表明,HMX与TNT/DNAN/DNTF均相容,结合净分解放气量、反应速率常数的热安定性顺序为HMX/DNTF>HMX/TNT>HMX/DNAN。HMX与TNT、DNAN具有一定的相互作用,使得HMX与TNT、DNAN组成的混合物的热安定性变低。用密封坩埚的DSC法研究表明,根据分解峰温,判断出单质的热安定性顺序为DNTF<TNT<DNAN,混合物的热安定性顺序为HMX/TNT<HMX/DNAN<HMX/DNTF,这与DPTA判定方法得出的结果一致。HMX与DNTF具有良好的相容性,但在高温高压环境下,HMX与TNT、DNAN变得不相容。结论HMX/DNTF的热安定性较好,在高温高压环境下具有较好的相容性。当熔铸基炸药主装药为HMX时,更适合用DNTF作为熔融物。HMX/TNT、HMX/DNAN在100℃时的热安定性和相容性均较好,在高温高压环境下的相容性差,热安定性也相应较差。