硅烷偶联剂改性α-AlH_(3)材料的制备及其与HMX和CL-20的相容性

为提高α-AlH_(3)与HMX和CL-20的相容性,选用带有不同有机官能团的硅烷偶联剂对α-AlH_(3)进行包覆改性。通过X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对包覆改性前后α-AlH_(3)的结构和形貌进行表征,并考察α-AlH_(3)和改性后所得材料分别与HMX和CL-20的相容性。结果表明:硅烷偶联剂在不改变α-AlH_(3)本体结构的基础上,可在其表面形成均匀的包覆层;其中γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH580)包覆改性提高了α-AlH_(3)热稳定性,使其最高热分解温度提高1.7℃,活化能Ea值增加2.21 kJ·mol^(-1);γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)改性后,α-AlH_(3)与HMX混合体系的相容性从3级提升至1级;KH550改性后,α-AlH_(3)与CL-20混合体系的相容性从4级提升至1级。

溶剂结晶法直接制备HMX粒度分级产品

在丙酮 -乙酸乙酯溶剂中 ,加入醋酐法生产的粗品α- HMX,根据结晶、转晶原理 ,通过控制适当的工艺条件和恰当的操作方式 ,使α- HMX全部转化为β- HMX,同时直接制备出 A、C、D、F四个不同粒度级别的产品。

α/β-HMX混晶的机械感度和热分解性能

采用饱和溶液-冷却结晶法将β-HMX转化为α-HMX,并对α-HMX晶型进行了表征。研究了α-HMX对α-HMX和β-HMX组成混晶的机械感度和热分解性能的影响。结果表明,纯α-HMX的摩擦感度和撞击感度分别为100%和26.1cm,比纯β-HMX分别提高了14%和40.8%;纯α-HMX热分解反应的表观活化能为239.5kJ/mol,比纯β-HMX降低了4.1%。纯α-HMX的热分解反应放热量为1 063J/g,比纯β-HMX增加4.8%。随着混晶中α-HMX含量的增加,其摩擦感度和撞击感度升高,热分解反应的表观活化能降低,热分解放热量增大。

纳米α-Al_2O_3对HMX撞击感度的影响

比较了单质炸药HMX和混合炸药HMX／纳米Al2O3落锤撞击试验,研究纳米α-Al2O3对HMX撞击感度的影响,并对纳米Al2O3在混合炸药中作用机理进行了探讨。结果表明,纳米α-Al2O3具有润滑作用,HMX／纳米Al2O3混合炸药的撞击感度随纳米α-Al2O3添加量的增加而降低,添加2.0％(质量分数)纳米α-Al2O3混合炸药与单质炸药HMX相比,2.5kg落锤测试的50％爆炸特性落高(H50)提高了13.1cm。

纳米α-Al_2O_3的制备及其对HMX热感度的影响

采用模板介入法制备了纳米级-αA l2O3,对制得的样品的尺寸、形貌和晶型等使用纳米粒度仪、透射电镜(TEM)以及X射线衍射仪(XRD)进行分析测试,将纳米-αA l2O3按2.0wt%加入奥克托今(HMX)中,对混合物进行慢烤实验.结果表明样品为粒度分布均匀、分散性很好的-αA l2O3,在密度为1.62g/cm3,升温速率为3℃/m in条件下,添加纳米-αA l2O3的HMX的自加速拐点温度提前10℃,混合炸药的热感度提高,纳米α-A l2O3对HMX具有催化作用.

近红外光谱法测定HMX中α-HMX杂质晶型的含量

为了快速检测HMX中杂质晶型α-HMX的含量,在制备建模样品的基础上,利用近红外光谱技术,采用偏最小二乘法建立了HMX光谱与其α-HMX杂质晶型含量的计算模型。讨论了建模样品的代表性、模型光谱范围的选择及模型的优化过程。结果表明,模型具有广泛代表性,最佳光谱范围为6 476~6 446cm-1和4 602~4 424cm-1,交互验证决定系数（R2）为0.996,参考值交互验证残差均方根（RMSECV）为0.20%;外部验证的残差均方根（RMSEP）为0.27%;该法误差均小于0.13%,标准偏差为0.1%;近红外光谱法操作简单、快速、无损、绿色环保,可用于HMX中α-HMX杂质晶型含量的检测。

饱和溶液-冷却结晶法制备棒状α-HMX

采用饱和溶液-冷却结晶法,研究了将β-HMX转化为α-HMX,通过设计正交试验,研究了β-HMX的质量浓度、混合液体中醋酸和水的体积比、冷却温度和冷却时间等4个因素对该过程转化率的影响;获得了β-HMX向α-HMX转化的最佳的工艺参数：β-HMX的质量为0.4g,冷却时间为3h,醋酸与水的体积比为1：1,冷却温度为95℃;在该工艺条件下,β-HMX完全转化为α-HMX。SEM观察结果表明,制备的α-HMX呈细长的棒状,直径在3~8μm。

溶剂-反溶剂法制备α-HMX

研究了一种新方法,采用溶剂-反溶剂法将β-HMX转化为α-HMX。通过IR谱图表征后确认为α-HMX。进一步运用高倍光学显微镜观察其晶型呈现针状,与红外表征结果吻合。该法操作简便快速安全性好,可用于某些特殊应用中的大批量生产。

太赫兹时域光谱的α/β型HMX定量研究

α/β型HMX为同分异构体,物理化学特性有较大差异。为了对α/β型HMX混合物进行定量研究,利用太赫兹时域光谱技术,对α/β型HMX单质与一定比例混合物进行了检测与分析。获得单质α/β型HMX在0.2-2 THz频段标准太赫兹吸收谱,采用线性拟合对α/β型HMX混合的太赫兹吸收谱进行分析建立预测方程,并预测未知样品。结果表明：α/β型HMX混合物在0.82 THz处的吸收强度与α型HMX的含量有较好的线性关系。α/β型HMX混合物在0.82 THz处的吸收特性可以用来进行α/β型HMX的定量检测。

基于主成分回归的低浓度α-HMX太赫兹光谱定量分析

为了确保HMX或称奥克托今(Octogen)的功能有效性、作用可靠性、管理安全性,需要对β-HMX中低浓度不稳定α-HMX进行定量检测。将主成分回归分析方法与太赫兹光谱技术结合,以不同浓度HMX混合物的太赫兹吸收谱数据作为输入,建立吸收系数与浓度之间的预测模型。结果表明,该方法所建立的预测模型的相关系数为0.956,组分含量预测误差保持在1%范围内,具有较好的预测效果。