超临界CO2抗溶剂法重结晶AP微细颗粒的研究

通过对比CO2在丙酮、乙醇、甲醇溶剂中的膨胀度,选择丙酮为溶剂,采用超临界CO2气体抗溶剂法重结晶了高氯酸铵(AP),并研究了压力、温度、溶液初始浓度、进气速率、静置时间等对GAS重结晶过程、晶粒大小和晶型的影响.在10 MPa、40 ℃、35 kg·h-1条件下,可得到30～40 nm的球形AP微细颗粒.分析表明, GAS细化过程中升压操作引起的液相湍动强度是影响样品粒径、晶型的决定性因素;在GAS过程中,AP晶体生长经历球形、多面体-棒状-雪花状或树枝状.     

超细高氯酸铵复合粒子的制备及性能研究

为降低超细高氯酸铵(AP)的机械感度,以纳米石墨粉、普通石墨粉和炭黑为钝感改性剂,采用气流冲击粉碎法对超细AP进行表面改性,制备了超细AP/纳米石墨(AP-1)、超细AP/石墨(AP-2)、超细AP/炭黑(AP-3)复合粒子以及空白超细AP对比样(AP-C)。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、微米粒度仪、X射线粉末衍射仪(XRD)及傅里叶红外光谱仪(FTIR),表征了复合粒子的形貌和结构;用撞击感度仪和摩擦感度仪,测试对比了复合前后超细AP粒子的机械感度;采用差示扫描量热仪(DSC),测试了复合粒子的热分解性能。结果表明,相比于AP-C,AP-1、AP-2和AP-3的撞击感度分别降低了18.2%、21.2%和8.9%,AP-1、AP-2和AP-3的摩擦感度分别降低了12.5%、12.5%和8.3%,10℃·min-1的升温速率下,AP-1、AP-2和AP-3的高温分解峰分别提前了75.4,64.2℃和44.4℃。     

超细高氯酸铵(AP)微观结构对机械感度的影响

采用机械研磨法细化高氯酸铵(AP),采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、撞击和摩擦感度试验方法研究不同状态AP粒子的微观结构和机械感度.结果表明:超细AP样品的机械感度受到多种微纳结构因素的共同影响,多种因素差异使超细AP样品的撞击感度和摩擦感度表现出与某单个因素间不存在必然联系,各因素对撞击感度和摩擦感度的影响程度不同也使各超细AP样品的撞击感度和摩擦感度表现出不一致的顺序;并用热点理论分析了超细AP微观结构对机械感度的影响.     

二氧化碳GAS法重结晶细化HMX成核速率研究

采用CO2气体抗溶剂法(GAS)对奥克托今(HMX)重结晶细化过程进行了研究。运用紫外分光光度计测定了压力为10~35 MPa条件下,HMX在CO2-丙酮体系中的过饱和度,进而利用成核速率方程计算得到了HMX的成核速率。利用扫描电子显微镜(SEM)表征了HMX样品形貌,通过扫描电镜照片统计分析,得到了HMX粒子平均粒度及粒径分布。结果表明,随着压力的升高,HMX在CO2-丙酮体系中过饱和度逐渐增加,表现出非常高的成核速率,可以达到1024数量级。不同压力下所得HMX粒子形貌、粒度及粒径分布也有较大差别。从成核速率角度进行理论分析,表明高压条件(35 MPa)相对低压条件(5~15 MPa)而言,能量更多的消耗在成核阶段,从而有利于形成形貌规整、粒度小、粒径分布较窄的HMX颗粒。     

Mn_3O_4微球的制备及其对高氯酸铵热分解的催化作用

以四水合乙酸锰和无水乙醇为原料,用溶剂热法制备了Mn3O4微球。研究和讨论了反应温度、反应时间对实验结果的影响。得到了160℃反应4 h的最佳条件。用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)表征了Mn3O4微球的组成和形貌。用差示扫描量热仪(DSC)研究了Mn3O4微球对高氯酸铵(AP)热分解性能的影响。结果表明,Mn3O4微球是结晶度较高、粒径介于4~10 nm的超细Mn3O4粒子的聚集体。与纯AP相比,Mn3O4微球/AP混合物中AP的热分解温度下移160.1℃,出现在297.1℃,表明Mn3O4微球对AP热分解有明显的催化作用。     

超细高氯酸铵表面改性及对高燃速推进剂性能的影响

研究了防止超细高氯酸铵（ＵＦＡＰ）在贮存过程中聚结的表面改性方法以及改性后的超细高氯酸铵对高燃速推进剂性能的影响。     

高氯酸铵光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,计算了高氯酸铵的介电函数、折射率、吸收和反射谱等光学性质。分析了介电函数各峰值与对应能带带间跃迁的关系。结果表明,静态介电函数ε1(0)=1.10,静态折射率n0=1.05,吸收系数在能量10.88 e V时最大峰值为1.91×105cm-1。计算结果与文献实验结果相符。     

高氯酸铵脱除介孔氧化硅有机模板剂

采用AP-HNO₃组成的体系在低温(100 ℃左右)下快速完全地分解介孔氧化硅材料(SBA-15)的模板剂,得到开放孔道的SBA-15(N-SBA-15)。透射电镜(TEM)照片显示,N-SBA-15具有高度有序的二维六方结构(p6mm)。与焙烧产物(C-SBA-15)的孔容(1.03 cm³·g-1)和孔径(6.5 nm)相比,N-SBA-15具有较大的孔容(1.40 cm³·g-1)和孔径(10.4 nm)。小角XRD谱图表明N-SBA-15没有明显的骨架收缩,红外光谱(FT-IR)显示其孔道表面存在大量硅羟基。与C-SBA-15相比,N-SBA-15只有很少的微孔孔容。因此,AP氧化是一种条件温和的获取高质量多孔氧化硅阵列材料的有效手段,它也适用于多种具有不同对称性介孔氧化硅(如Fm3m,Im3m,Ia3d等结构)模板剂的脱除。      

亚铬酸铜/高氯酸铵超细复合粒子的制备与性能研究

采用搅拌研磨法制备了粒径小于０．１μｍ的亚铬酸铜超细粒子,然后在研磨腔内使高氯酸铵（ＡＰ）与亚铬酸铜超细粒子复合。复合粒子的形成,增加了亚铬酸铜与高氯酸铵的接触面积、提高了粒子的分散性及均匀性,使亚铬酸铜催化作用增强,ＡＰ的分解温度降低,进而使含ＡＰ复合推进剂的燃速提高。     

TNT在超临界二氧化碳中的溶解特性

通过对比不同浓度的TNT/乙腈、TNT/丙酮、TNT/甲苯溶液的紫外吸收曲线,以乙腈作参比溶剂,用紫外分光光度计测定了温度为303,308,313,318,323 K,压力为10～25 MPa条件下三硝基甲苯(TNT)在超临界二氧化碳中的溶解度,并建立了波长为248 nm时TNT-乙腈溶液的浓度-吸光度关系。结果表明,在低压条件下(小于15 MPa),TNT炸药在超临界二氧化碳中的溶解度随着温度的升高略有降低;但随着压力增大(大于15 MPa),溶解度随温度的升高而增大。TNT在超临界二氧化碳中的溶解度较高,在试验范围内,每克二氧化碳中最多能溶解14 mg的TNT。     

高氯酸铵基复盐的制备与表征

为提高高氯酸盐(MxClO4)应用后的机械性能和热分解性能,用微乳液-水热结合法制备AP基复盐Mx(NH4)1-x ClO4,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征Mx(NH4)1-x Cl O4的微观形貌和晶体结构,并采用差示扫描量热法(DSC)研究原料和产物的热分解性能。结果表明:通过工艺参数控制,2种氧化剂在分子间被均匀混合。所得高品质复盐晶体呈多面体形态,表面光滑、完整。晶体结构致密,晶形一致性好。高品质复盐晶体属正交晶系,有高的对称性。平均晶格常数为a=9.878 9,b=6.758 6,c=7.118 8。复盐在热分解过程中出现连续放热峰,有好的热分解性能。MxClO4在复盐分解过程中起晶型稳定剂和催化剂作用,2种原材料发生了相互反应。     

纳米过渡金属粉对AP热分解的催化作用

采用化学溶液还原法分别制备了一定晶型的纳米金属粉Ni、Cu、Co,研究了纳米过渡金属对AP热分解的影响.通过对纳米过渡金属粉与AP复合粒子的热分析测试发现： 纳米Ni和Cu粉对AP热分解的催化作用随着其含量的增加而增加,并有使AP的高低温分解峰温重叠在一起的趋势;纳米Co粉在含量为5%左右（质量百分数）对AP最好的催化效果,使AP高低温热分解峰温重叠在288 ℃左右同时进行.研究发现,纳米过渡金属与AP的分解碎片NH3形成络合物的分裂能大小顺序与其催化AP热分解程度一致： Co＞Cu＞Ni.     

AP的安全制备（英）

1 IntroductionThe ammonium perchlorate ( AP)-based compositepropellant is currently the most widely used one becausethis propellant has good burning characteristics and me-chanical properties. One of the few serious drawbacks ofthe AP-based propellant is that its products of combus-tion, which include HCl, chlorine, and chlorine oxides,cause atmospheric pollution. Increasing concern for aclean atmosphere in recent years has resulted in a com-pelling need for developing a chlorine-free,enviro…     

奥克托今在超临界二氧化碳中溶解性能研究

结合高压静态法和紫外分光光度法,确定以乙腈为参比溶液,建立了波长为227nm处HMX/乙腈溶液的工作曲线,测定出不同温度(308.15~328.15 K)和不同压力(8~23 MPa)下,HMX单质炸药在超临界二氧化碳流体(SCCO2)中的溶解度曲线。结果发现:在相同温度下,HMX溶解度随着压力的升高而迅速增大,且高温阶段其溶解度的增幅比低温阶段的要大;在相同压力下,存在一个转变压力(Pvert=9 MPa),当小于Pvert时,HMX溶解度随温度增加而降低,当大于Pvert时,其溶解度随温度升高而增大。本实验测定范围内,每克CO2最多可溶解135.727μg HMX。     

高氯酸铵的热分解

用差热分析及其在ＦＴＩＲ联用技术研究了两种粒度高氯酸铵（ＡＰ）的热分解过程,提出了ＡＰ晶体分解的“局部化学”现象,通过ＦＴＩＲ实时跟踪检测气体产物,并结合文献报道,提出了ＡＰ两个阶段分解的不同机理。     

超临界二氧化碳在球扁药中的溶解性能研究

为研究超临界二氧化碳（SC-CO₂）在双基球扁药中的溶解性能,采用静态法并依据Fick扩散定律分析了SC-CO₂在不同弧厚球扁药中的溶解量和扩散系数,并研究了共溶剂对溶解量和扩散系数的影响。结果表明：SC-CO₂在球扁药中的溶解量随着饱和时间的增加而增大,8 h后趋于稳定,达到16%;溶解量随着饱和压力的升高而增大;溶解量随着饱和温度的升高而减小,在40 ℃时有较高的溶解量;共溶剂的加入对SC-CO₂溶解量增大有促进作用,溶解量可达到22.6%;球扁药弧厚对SC-CO₂的饱和溶解量基本没有影响;在常温和常压环境条件下的解吸附扩散系数远大于在超临界条件下的吸附扩散系数;在不添加共溶剂条件下,SC-CO₂饱和溶解量可达到16%;加入共溶剂后,SC-CO₂饱和溶解量可达到22.6%,提高了41.3%. 通过调节工艺参数与加入共溶剂可有效增加SC-CO₂在球扁药中的溶解量,为微孔球扁药的制备提供了参考。     

卡托辛对高氯酸铵热分解动力学的影响

采用DSC、TG法研究了高氯酸铵(AP)和高氯酸铵/卡托辛(Catocene)两个体系的热分解行为,分别采用Ozawa和Kissinger方法计算了热分解反应的活化能E_a1、E_a2、E_a3和指前因子lnA₁、lnA₂、lnA₃等动力学参数。结果表明,加入卡托辛后,DSC曲线在180 ℃附近多出一个放热峰,归属于卡托辛的氧化放热,AP低、高温分解表观活化能分别降低了13.2, 7.1 kJ·mo^l-1。利用Satava-Sestak方法确定了两体系热分解的机理函数,同时探讨了卡托辛对高氯酸铵分解促进作用的机理。     

NH4NO3和NH4ClO4的绝热分解研究

用加速热量仪研究了硝酸铵和高氯酸铵的热分解过程,得到了它们的绝热分解温度和压力随时间的变化曲线,并分别计算了这两种物质的动力学参数表观活化能和指前因子。