用C80量热仪研究重铵油炸药的热分解特性

借助C80微量量热仪研究了多孔粒状铵油炸药、3种常用的重铵油炸药(乳化炸药/多孔粒状铵油炸药质量百分比分别为25/75、50/50、75/25)、乳化炸药的热分解特性,以升温速率0.2 K·min^(-1)时的C80热流速曲线数据为基础,求解了5种炸药试样热分解反应的反应热(ΔH)、表观活化能(E_a)、指前因子(lnA)等热力学和动力学参数。结果表明:乳化炸药的存在抑制了多孔粒状铵油炸药的热分解反应,使其开始发生热分解反应的温度被明显提高。重铵油炸药的表观活化能和放热反应开始温度均高于多孔粒状铵油炸药和乳化炸药,由此得出重铵油炸药的热稳定性高于多孔粒状铵油炸药和乳化炸药的热稳定性。

用C 80量热仪研究锂离子蓄电池材料热特性

锂离子蓄电池材料的热稳定性直接关系到锂离子蓄电池的安全性,为研究锂离子蓄电池材料的热稳定性,使用C 80微量量热仪研究了锂离子蓄电池典型电解液、LiCoO2正极材料和石墨负极材料的热力学和动力学特性。实验表明,C 80微量量热仪是研究电池材料热特性的有效方法。

硝酸铁对高温高浓度硝酸铵水溶液热稳定性的影响

为研究水和硝酸铁(Fe(NO3)3)对硝酸铵(NH4NO3)的危险性,利用C80微量热仪模拟密闭环境,对浓度为100%、95%、90%的NH4NO3溶液,以及含有1%、2%、3%、4%四种不同Fe(NO3)3杂质含量的95%NH4NO3溶液进行热分析。结果表明:随着NH4NO3浓度的增加,NH4NO3溶液的活化能下降,热分解的难度降低。水抑制了NH4NO3的热分解,提高了其自反应起始温度(Tonset)。95%NH4NO3Tonset为238.89℃,加入Fe(NO3)3之后Tonset下降,Fe(NO3)3含量2%时Tonset为201.13℃,下降了37.76℃,Fe(NO3)3对95%NH4NO3溶液中NH4NO3热分解有"催化作用"。

复合乳化剂对乳化炸药热安全性影响研究

为了探究复合乳化剂对乳化炸药热分解特性的影响,使用C80微量热仪通过MC法研究了乳化剂A(SP80)和乳化剂B(T152)作为单一乳化剂和复合乳化剂(加入比例为1:1、1:2、2:1)制备的乳化炸药。以升温速率为0.5K/min时的C80热流速曲线为基础来求解5种炸药热分解反应的表观活化能(Ea)、指前因子(lnA)等热安全参数。结果表明,使用复合乳化剂制备的乳化炸药稳定性均高于使用单一乳化剂的乳化炸药。采用复合乳化剂可导致乳化剂分子间排斥作用降低,使分子排列更紧密,增加了界面膜的致密性。当加入的乳化剂比例为m(SP80):m(T152)=1:2时,由于两种乳化剂相互作用形成致密的复合界面膜,其稳定性最高。

高能量密度镍钴铝酸锂/钛酸锂电池体系的热稳定性研究

目前,锂离子电池的安全问题越来越受到各界关注。为此,采用C80微量量热仪对镍钴铝酸锂/钛酸锂电池的主要电池材料体系进行热稳定性测试,采用ARC进行镍钴铝酸锂/钛酸锂电池的热失控试验,两相结合分析镍钴铝酸锂/钛酸锂电池体系的热稳定性。研究发现,电池热失控的温度(171℃)与隔膜的熔断温度(168.62℃)相近,LTO/电解液体系的活化能(75.43 k J/mol)远低于NCA/电解液体系(246.97 k J/mol),但NCA/电解液体系的发热量(908.42 J/g)却远高于LTO/电解液体系(284.63 J/g)。由此表明,镍钴铝酸锂/钛酸锂电池的热失控过程为:隔膜熔断导致正负极短路,然后负极材料与电解液反应积累热量,进而导致正极材料与电解液反应大量放热。整个过程从引发至热失控达到最高温度用时仅45 s。

过氧化氢异丙苯热稳定性与热安全性研究

为研究过氧化氢异丙苯(CHP)的热稳定性和热安全性,利用C80微量量热仪对CHP在空气中的热分解进行试验研究。利用热分析技术研究CHP的热分解,得到了升温速率对CHP热分解的影响,CHP热分解的活化能,绝热条件下最大反应速率到达时间Tmrad和不同包装下的自加速分解温度。结果表明:随着升温速率的增加,CHP的起始放热温度和最大放热温度随之升高;CHP热分解的活化能范围为52～91 kJ/mol;Tmrad为1,8,24,50和100 h时对应的起始温度分别为118.08,75.41,55.83,44.83和34.52℃;CHP的储罐内径越大,其对应的自加速分解温度越低。

锂离子电池中的热效应

利用C80微量量热仪测试了锂离子电池内部主要产热过程。分析了电池内部有机电解液的热分解、正负极的热分解及其与电解液的反应热特性。结果表明,嵌锂碳与电解液甚至在40℃就有反应,脱锂L i0.5CoO2与电解液在132℃开始反应放热。当电池温度超过72℃时,开始发生放热反应,总放热量为1 036.7 J/g。

自反应性化学物质的热危险性评价方法

笔者进行的研究工作 ,给出了利用C80微量量热仪所测得的自反应性化学物质的热流速曲线 ,从而求解该物质的化学反应动力学参数 ,以及在Semenov模型下求解其自加速分解温度SADT(Self AcceleratingDecompositionTemperature)的方法 ,并将一些有机过氧化物、氧化剂和可燃剂的混合物的自加速分解温度的推算结果与实测值进行了比较。实验证明 ,该推算方法结论准确 ,是一种安全、简便。

乙烯基乙炔热危险性研究

为研究乙烯基乙炔的热危险性，采用C80微量热仪研究了乙烯基乙炔在空气中的放热现象，得到了升温速率对乙烯基乙炔聚合放热的影响、反应活化能以及绝热条件下达到最大反应速率所需时间TMRad。结果表明：随着升温速率的增大，乙烯基乙炔的起始放热温度和最大放热温度随之升高；活化能范围为50～170kJ／mol；TMRad为1，8，24，48h时对应的起始温度分别为112．69，99．65，93．78，90．23℃。

硝酸及硫酸对硝基苯热稳定性的影响研究

借助C80微量量热仪研究硝酸、硫酸对硝基苯的热稳定性的影响,获得含有不同浓度硝酸、硫酸的硝基苯溶液热流速曲线,并据此求解出混合溶液的化学反应动力学和热力学参数。结合Semenov热爆炸模型,计算并比较硝基苯混合溶液的自加速分解温度(SADT)。结果表明:硫酸和硝酸的加入导致混合物体系的分解反应开始温度显著下降,其中硝酸的效果更为明显;随着硫酸浓度的加大,硝基苯与硫酸混合物体系的反应开始温度、活化能、SADT同时降低,该混合物的SADT远低于纯硝基苯的值。

过氧化二异丙苯的热稳定性及安全性研究

为了分析过氧化二异丙苯(Dicumyl Peroxide,DCP)的热稳定性和热安全性,利用C80微量量热仪对DCP在空气中的热分解及稳定性能进行试验研究,得到了升温速率对DCP热分解的影响规律,运用AKTS高级热动力学软件计算得到DCP热分解的活化能及指前因子、绝热条件下最大反应速率到达时间TMRad和不同包装下的自加速分解温度。结果表明:随升温速率增加,DCP的起始放热温度和最大放热温度升高;并由Friedman法得到不同转化率下活化能E和指前因子A的关系,计算得到DCP热分解的活化能范围为50~130 kJ/mol;TMRad为1 h、8 h、24 h、50 h和100 h时对应的起始温度分别为105.33℃、84.38℃、74.38℃、68℃和62℃;DCP的储罐内径越大,其对应的自加速分解温度越低。在生产、制造、储存、运输等过程中,应防止因温度变化而引发DCP的自分解放热爆炸事故。

重铵油炸药热参数的计算和热分解特性的研究

为了解重铵油炸药的热分解动力学,运用微量量热法(MC)研究了3种常用的重铵油炸药:25/75、50/50、75/25(乳化炸药/多孔粒状铵油炸药质量百分比)的热分解特性。以升温速率为0.2 K·min-1时的C80热流速曲线数据为基础,求解了3种炸药热分解反应的表观活化能(Ea)、指前因子(ln A),并运用B-W法建立3种炸药的爆炸反应方程式,计算其热化学参数。结果表明:随着乳胶基质含量的增加,重铵油炸药的爆热、爆温值均呈下降趋势,乳胶基质抑制了固态硝酸铵的晶型及固-液相转变,且重铵油炸药的热安定性高于乳化炸药的热安定性。

典型烤烟烟叶的热解动力学模型研究

[目的]通过热分析手段来研究烟草的热解动力学行为。[方法]利用C80微量量热仪研究了等容条件下典型烤烟烟叶热分解性能的影响,并对此进行了分析,确立了其热解动力学模型。[结果]研究表明,SY-1热分解过程分为3个比较明显的放热峰,均位于100-275℃,果胶和半纤维素热解所产生的热量在整个热解过程中处于主导地位;随着升温速率的增加,SY-1的初始分解温度、3个峰的峰值温度增大;从0.2到0.8 K/s的升温速率范围内,SY-1的热解反应动力学机理保持不变,热解动力学模型可用文中所述方程式表示。[结论]研究烟叶的热解特性对于进一步探讨烟支的燃烧特性、改善卷烟产品的燃吸品质具有重要的意义。

铬离子对高温高浓度硝酸铵水溶液热稳定性的影响

为研究铬离子对硝酸铵(NH4NO3)的危险性,利用C80微量热量仪模拟密闭环境,对含有0.1%、1%、2%、3%4种不同Cr(NO3)3杂质含量的95%NH4NO3溶液进行热分析。结果表明:硝酸铬对硝酸铵晶变温度影响较小,但是会使混合体系起始反应温度向前推移,溶液放热量提高,表观活化能降低。95%NH4NO3溶液的起始反应温度为295.5℃,当混合体系中Cr(NO3)3含量为1%时起始反应温度为234.5℃,下降了61.0℃,Cr3+对NH4NO3的热分解有催化作用。

多孔粒状铵油炸药热分解抑制剂的研究

为了提高多孔粒状铵油炸药的热稳定性,通过对多孔粒状铵油炸药耐热性能的分析,筛选出6种添加剂,并通过C80微量量热仪所得的热流速曲线数据,计算出样品(含添加剂质量分数为5%)的热力学和动力学数据,再对样品进行爆速试验。结果表明:多胺和大理石粉对于硝酸铵的热分解抑制效果最为显著,多胺对于多孔粒状铵油炸药爆轰性能影响最小,多胺和硫酸铵可以作为多孔粒状铵油炸药的热分解抑制剂。

锆粉热自燃特性的实验研究

锆粉的热自燃性是造成其发生火灾爆炸等事故的根本原因之一,为确保锆粉在运输、储存以及使用过程中的安全,必需对其反应特性,化学反应动力学和热力学特性有充分的认识。本文通过微量量热仪C80分析锆粉自燃的过程,并且改变各种因素(氧气浓度、表面包覆、锆粉粒径)进行实验,分析各种因素对锆粉热自燃的影响。

过氧化氢危险性分析

利用C80微量量热仪对不同浓度过氧化氢在空气气氛中的热分解进行实验研究。通过热分析研究得到了不同扫描速率对过氧化氢热分解的影响以及热分解的活化能、绝热条件下达到最大反应速率所需的时间(TMRad)。结果表明,随着扫描速率的提高各浓度过氧化氢的初始放热温度和最大放热温度都升高;质量分数为27.5%、50%、70%的过氧化氢热分解的活化能范围分别为51.05～94.30、16.40～66.72、32.50～76.15 kJ/mol;环境温度最高40℃下各浓度过氧化氢对应的TMRad分别为26.16、6.74、5.73 h。

Li_xCoO_2及其与LiPF_6EC+DEC电解液的热稳定性研究

使用C80微量量热仪对不同充电状态下LixCoO2的热稳定性、LixCoO2与1.0molLLiPF6EC+DEC(质量比=11)电解液的热稳定性进行了研究。结果表明,LixCoO2的放热量和主放热峰温度随x值减小而增加,Li0.05CoO2在271.8℃达到放热峰,总放热量高达1575.5Jg。LixCoO2与电解液反应时,LixCoO2首先分解出的氧气使电解液氧化,同时电解液也发生分解等反应,放热峰温度随x的增大呈增大趋势,放热量随x的增大呈减少的趋势。此外,LixCoO2与电解液反应产生大量的CO2、HF等气体。