动态真空安定性试验(DVST)方法研究(Ⅱ):RDX的热分解

运用动态真空安定性试验(Dynamic Vacuum Stability Test,DVST)方法研究了RDX的热分解过程,对测试数据拟合求解得出RDX在非等温阶段的分解机理函数为Avrami-Erofeev方程(n=4),表观活化能为174.10kJ.mol-1,lnA为34.45;等温阶段的分解机理函数为Anti-Jander方程模型,即G(α)=(1-2/3α)-(1-α)2/3,反应速率常数k=1.63×10-5s-1。分解气相产物在标准状态下为0.10mL.g-1。实验不仅得到了与真空安定性试验(VST)方法相吻合的分解最终结果,还得到了合理有效的动力学参数,证明了DVST方法的科学性和可靠性。实验实时跟踪了RDX的分解过程,得到了分解过程中各物理量的变化信息,为RDX的安全储存、可靠使用提供更为有效的数据。

动态真空安定性试验方法研究(Ⅰ)

为了研究含能材料的安定性、相容性和长储寿命,在真空和加热条件下测试含能材料的热分解过程,在真空安定性(VST)原理基础上,建立了压力和温度传感器全内置式的动态真空安定性试验(dynamic vacuum stabilitytest,DVST)测试装置及方法,实现了对含能材料真空安定性的实时、在线、连续、直接跟踪测试,为精确研究含能材料的安定性、预估储存寿命提供了一种新方法。

动态真空安定性试验方法研究(Ⅳ):HMX的热分解

采用动态真空安定性试验（DVST）方法研究了奥克托今（HMX）的热分解过程,利用普适积分法和微分方程法得到了HMX热分解反应的活化能和指前因子。结果表明,不同恒温温度下HMX的热分解机理函数不同。在100~110℃范围内,HMX的热分解过程遵循三维扩散机理的Ginstling-Brounstein方程;在120~140℃范围内,遵循一维扩散机理的抛物线方程;150℃时遵循二维扩散机理的Valensi方程。HMX热分解反应速率常数k随温度的升高而增大,但不符合Van′t Hoff规则。HMX在150℃以下放气量均小于2.0 mL·g-1,表明HMX具有良好的热安定性。对HMX进行高温加速老化试验,以分解深度为0.1%所需时间（tT）与温度（T）的关系数据拟合Semenov方程为：lntT=12157.95/T-19.0052,据此预估25℃下HMX的储存寿命为90.6a。

CL-20热分解的动态真空安定性试验方法

采用动态真空安定性试验（DVST）法,在真空密闭条件下对CL-20的热分解过程进行了研究。结果表明,在90-140℃,CL-20非等温阶段的热分解反应机理函数为Avrami-Erofeev方程,表观活化能Ea为165.3 kJ.mol-1,指前因子ln（A/s-1）为40.20。等温阶段热分解反应的机理函数随试验温度的不同而发生变化,反应速率常数随温度的升高呈指数形式增加,由90℃时的1.01×10-6s-1,升至140℃时的1.81×10-5s-1。CL-20在100℃时的放气量为0.502 mL.g-1,表明CL-20具有较好的热安定性。利用CL-20在110-140℃范围内分解0.1%所需时间的数据,拟合Semenov方程为lntT=13 996.1/T-27.013,外推得到室温25℃时CL-20的有效贮存寿命为14.4 a。

动态真空安定性方法评估LA和CMC-LA热安定性

采用动态真空安定性（DVST）方法研究了叠氮化铅（LA）和羧甲基纤维素叠氮化铅（CMC-LA）的热分解过程。利用微分法分析了测试数据。获得了LA和CMC-LA的反应机理函数和表观活化能,剖析了羧甲基纤维素钠晶型控制剂对LA安定性和热分解反应动力学参数的影响。结果表明,在非等温阶段,60~100℃,LA热分解反应的机理函数为Zhuralev-Lesokin-Tempelman方程,表观活化能（Ea）分别是86.53、42.26、39.43、38.09 k J·mol-1和10.84k J＂mol-1。在60~70℃,CMC-LA热分解反应的机理函数为Avrami-Erofeev方程,Ea分别是133.02 k J·mol-1和41.87 k J·mol-1,在80~100℃,CMC-LA热分解反应的机理为减速型α-t曲线,Ea分别是43.07、34.34 k J·mol-1和33.46 k J·mol-1。添加羧甲基纤维素钠改变了LA的反应机理函数,使得CMC-LA在60~70℃产气量更小,热安定性更好。

3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱炸药的安全贮存寿命预估研究

采用安定性试验标准物质黑索今验证了通过动态真空安定性试验(DVST)设备准确测定分解气体的压力来研究火炸药分解的可行性,并采用DVST装置,借鉴火药的热加速老化寿命评估方法研究了3,4–二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)炸药的安全贮存寿命。结果显示,5.0 g真空安定性标准物质黑索今100℃加热48 h后的DVST放气量为0.292 mL,处于真空安定性试验的误差范围内((0.24±0.07)mL)。热加速老化试验推测DNTF炸药在40℃下的安全贮存寿命为85 a,25℃下安全贮存寿命为838 a。