含能材料的一种非等温反应动力学处理方法

提出了用非等温ＤＳＣ曲线上的两个特征点的四个参数，求解含能材料的非等温反应动力学参数的两点法，定义了判别含能材料非等温ＤＳＣ曲线的两个峰形抬数Ｈ。和τ，发现只有峰形指数同时满足０．１＜Ｈ＿ｗ＜１．Ｏ和１．８×１Ｏ￣（－２）＜τ＿ｍ＜９．８×１０￣（－２）时，该峰才可用动力学处理；给出了选择合理动力学参数及最可几机理函数的六条判断。用本文提出的两点法与其它八种常用的动力学处理方法进行了对比，给出了典型计算实例。     

用非等温分析法估算含能材料的热爆炸临界温度（英）

通过合理的假设，从谢苗诺夫(Semenov)的热爆炸理论和两种非等温动力学方程：dα／dt＝A(1—α)e^-Em/RT和dα／dt＝A(1-α)[1 Em/(RT)(1-T0/T)]e^-Em/RT，导出了估算含能材料(EMs)热爆炸临界温度(Tb)的两种方法。从EMs的非等温DSC曲线，我们很容易得到计算Tb值所用的自催化反应活化能(Ea)、onset温度(Te)和偏离基线的初始点温度(To)。对硝化棉而言，两种方法所得的Tb值彼此吻合。     

从《含能材料热谱集》中的DSC谱采集数据和计算动力学参数的几个问题

报道了从《含能材料热谱集》中的DSC谱采集数据和计算动力学参数的几个问题。     

从不同升温速率下的DSC曲线数据计算/确定含能材料放热分解反应Arrhenius/非Arrhenius动力学参数的方法

提出了从不同恒速升温速率(β)条件下的DSC曲线起始温度(T₀)、onset温度(T_e)、峰温(T_p)、T_e和T_p处的反应转化率α_e和α_p及相应各等转化率α_i的β_i、Tα,i (i=1,2,…,L)数据计算/确定含能材料放热分解反应Arrhenius/非Arrhenius动力学参数的方法。用该法得到了四水双(3-(5-硝基-1,2,4-三唑))钠［Na₂(BNT)(H₂O)₄］放热分解反应的Arrhenius/非Arrhenius动力学参数。用所得非Arrhenius动力学参数计算了［Na₂(BNT)(H₂O)₄］的热爆炸临界温度(T_b),并与用Arrhenius动力学参数所得的T_b值作了比较。验证了本工作所得［Na₂(BNT)(H₂O)₄］非Arrhenius动力学参数的有效性和可靠性。      

DNAN在RDX中的非等温结晶动力学

采用差示扫描量热仪研究了2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)在RDX中的非等温结晶行为,运用多种数学模型对DNAN的结晶动力学进行数据处理。结果表明,RDX能够降低过冷度,消除自加热。由Avrami方程计算得到了DNAN结晶动力学的Avrami指数为2.34,确定了结晶过程的机理函数g(α)。由Avrami-Ozawa方程获得了Ozawa指数为0.77。由Hu-Zhao-Gao-Zhao方程获得了结晶动力学参数活化能为214.99 kJ.mol-1。     

关于从不同恒速降温条件下的DSC曲线峰温计算结晶/凝固反应动力学参数的一点注释

提出了从不同恒速降温条件下的DSC曲线峰温计算放热结晶/凝固反应动力学参数(表观活化能E和表观指前因子A)的方法和计算式。比较了用该计算式与Kissinger方程计算E和A值的适用性条件,认为Kissinger法不适于计算题称反应的动力学参数。因此,对题称反应,用Kissinger法所得的负E值,是不合理的。     

DNTF的非等温结晶研究(Ⅱ)在RDX中的结晶动力学

采用差示扫描量热技术研究了3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的非等温结晶行为,并在DNTF中加入了大量的固体分散介质RDX以研究DNTF结晶过程过冷和自加热现象.结果表明,RDX能够降低过冷度,消除自加热.采用Avrami方程计算得到了DNTF结晶动力学的Avrami指数为3.12.用Avrami-Ozawa方程获得了该结晶过程的Ozawa指数为2.48.采用Kissinger方程获得了结晶的动力学参数活化能为-378.19 kJ·mol-1.在数据处理的基础上比较了DNTF在HMX和RDX两种固体分散介质中的非等温结晶动力学参数.     

聚乙二醇的非等温结晶动力学研究

用差示扫描量热法(DSC)研究了聚乙二醇(PEG)的非等温结晶动力学.用Ozawa法、Jeziorny法和莫志深法处理了PEG的非等温结晶数据.结果表明,PEG的非等温结晶过程可用Ozawa动力学方程描述,与Avrami动力学方程不符,采用Ozawa法和莫志深法处理数据可得到较好的线性关系,PEG的结晶速率参数为0.098.     

用非等温DSC估算一些呋咱环化合物的热爆炸临界温度（英）

通过合理假设,从谢苗诺夫(Semenov)热爆炸理论和8个非等温动力学方程,导出了估算含能材料(EMs)热爆炸临界温度(T_b)的2个通式和它们的6个派生式.从EMs的非等温DSC曲线可获得DSC曲线偏离基线的起始温度(T_0)、onset温度(T_(ei))和放热分解反应的动力学参数.由方程T_(0i or ei)=T_(oo or e0)α_1β_i+α_2β_i~2+…α_(L-2)+β_i~(L-2),i=1,2,…,L可得到T_(oo)和T_(e0)值,随后用6个派生式可计算T_B值.对1,4,5,8-四硝基-1,4,5,8-四氮杂双呋咱[3,4-c:3',4'-h]十氢化萘,1,4,5,8-四氮杂双呋咱[3,4-c:3',4'-h]十氢化萘,1,3,4-三硝基咪唑烷酮[4,5-b]呋咱[3,4-e]哌嗪,咪唑烷酮[4,5-b]呋咱[3,4-e]哌嗪,1,3,4,8-四硝基咪唑烷酮[4,5-b]呋咱[3,4-e]哌嗪,1,4,5,8-四硝基-1,4,5,8-四氮杂萘呋咱[3,4-b]十氢化萘,1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂呋咱[3,4-f]环庚烷,由6个派生式所得的T_b值甚接近.     

从恒速升温速率下的DSC曲线峰温计算含能材料放热分解反应动力学参数的理论和数值方法（英）

根据Kooij公式和van't Hoff公式,从恒速升温速率下的DSC曲线峰温导出了计算含能材料放热分解反应动力学参数的两个数学表达式,提出了计算相应动力学参数的数值方法.对1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己酮-2(Keto-RDX),由导出的两个表达式、Kissinger法、Ozawa法、Tang法、Hu-Gao-Zhang法、非线性等转化率积分法(NL-INT)所得的活化能E值彼此接近,表明Kooij's公式中的a值取0.5,van't Hoff公式的b值取0.003,可得到合理的动力学参数.