纳米RDX的制备与性能研究
摘要
火炸药的纳米化是改变其某些理化爆炸性能，以满足现代高新武器一些特殊用途的有效途径之一。在“国家自然科学基金—中国工程物理研究院联合基金(10276018)”的资助下，采用实验与理论分析相结合的方法对纳米黑所今(RDX)炸药粉体的制备技术进行了选择确定。
将自制的溶有工业黑索今的微乳液喷雾干燥，实验室制得了粒径分别为120nm、60nm、50nm的纳米RDX炸药粉体，实测了粒径为60nm的RDX炸药粉体的机械感度、热稳定性能以及红外光谱性能，并与原样工业RDX和120nm的RDX超细粉体进行了比较。
实验结果表明，与其它粒径的RDX相比，纳米RDX的撞击感度大幅度降低，摩擦感度大幅度升高，而热分解活化能升高。红外谱图也只是细微处的波谱有变化，而指纹峰更加明显，说明所制备的纳米粉体为RDX。
The nanometer technology is one effective method to change some physical and chemical performances of powders and explosives. According to the combination of experiments and theories, the preparation method of nanometer RDX was studied and selected. The spraying evaporation method was made certain.
The laboratory has prepared nanometer RDX powders the diameters of which were 120nm, 60nm and 50nm respectively. The mechanical sensitivities, the thermal performances and the IR spectrum of the 60nm RDX were tested and compared with the 120nm RDX powders and the industrial RDX.
The results showed that the strike sensitivities of nanometer RDX reduced greatly, and the friction sensitivities and the activity energy of thermal decomposition rose. At the same time, the IR spectrum illuminated that the structures of nanometer RDX were compact and intact much more.
将自制的溶有工业黑索今的微乳液喷雾干燥，实验室制得了粒径分别为120nm、60nm、50nm的纳米RDX炸药粉体，实测了粒径为60nm的RDX炸药粉体的机械感度、热稳定性能以及红外光谱性能，并与原样工业RDX和120nm的RDX超细粉体进行了比较。
实验结果表明，与其它粒径的RDX相比，纳米RDX的撞击感度大幅度降低，摩擦感度大幅度升高，而热分解活化能升高。红外谱图也只是细微处的波谱有变化，而指纹峰更加明显，说明所制备的纳米粉体为RDX。
The nanometer technology is one effective method to change some physical and chemical performances of powders and explosives. According to the combination of experiments and theories, the preparation method of nanometer RDX was studied and selected. The spraying evaporation method was made certain.
The laboratory has prepared nanometer RDX powders the diameters of which were 120nm, 60nm and 50nm respectively. The mechanical sensitivities, the thermal performances and the IR spectrum of the 60nm RDX were tested and compared with the 120nm RDX powders and the industrial RDX.
The results showed that the strike sensitivities of nanometer RDX reduced greatly, and the friction sensitivities and the activity energy of thermal decomposition rose. At the same time, the IR spectrum illuminated that the structures of nanometer RDX were compact and intact much more.
引文
1 张立德，牟季美．纳米材料和纳米结构．第1版．北京：科学出版社，2001
2 李玲，向航．功能材料与纳米技术．第1版．北京：化学工业出版社，2002
3 盖国胜．超细粉碎分级技术——理论研究、工艺设计、生产应用．第1版．北京：中国轻工业出版社，2001
4 张志，崔作林．纳米技术与纳米材料．第2版．北京：国防工业出版社，2000
5 张立德．超微粉体制备与应用技术．第1版．北京：中国石化出版社，2001
6 王玉琨等．微乳液法制备条件对纳米SiO_2粒子形貌和粒径分布的影响．精细化工．2002，19(8)：466
7 孙业斌等．从炸药装备现状看21世纪发展趋势．火炸药学报．2001(1)：69-71
8 刘桂涛，曲虹霞．超细RDX爆轰感度与撞击感度、摩擦感度的研究．南京理工大学学报．2002，26(4)：410-413
9 张炜．含能材料分子结构与感度的相关性．含能材料．1983(3)：134．138
10 刘志建．超细材料与超细炸药技术．火炸药．1995(4)：37．40
11 S. Mitura. Nanotechnology in Materials Science(M). Elsivier Science B. V. 2000, Netheland
12 刘忆等．纳米材料的特殊性能及其应用．沈阳工业大学学报．2000，22(1)：21
13 周周瑞发等．纳米材料技术．第1版．北京：国防工业出版社，2003
14 沈钟，王果庭．胶体与表面化学．第2版．北京：化学工业出版社，1997
15 Moulard H. Particular aspect of the explosive particle size effect on shock sensitivity of cast PBX formulations. Proc 9th Int Symposium on Detonation. Portland OR, 1989
16 Spear R J. Mechanism of and particle size effects on shock sensitivity of heterogeneous pressed explosives[R]. AD-A187597, 1993
17 汪旭光．乳化炸药．第1版．北京：冶金工业出版社，1986
18 赵国玺．表面活性剂物理化学．第1版．北京：北京大学出版社，1991
19 艾伯特．工业溶剂手册．北京：冶金工业出版社，1984
20 孙荣康等．猛炸药的化学与工艺学．北京：国防工业出版社，1983
21 曹端林，徐春彦等．溶剂结晶法直接制备HMX粒度分级产品．火炸药学报．2002(4)：19
22 袁凤英，秦清风．亚微米级炸药中表面活性剂的作用机理．火炸药学报．2002(4)：39
23 王靓康．化学工程手册(结晶部分)．第1版．天滓：天津大学，1996
24 张克从等．晶体生长．第1版．北京：科学出版社，1981
25 张克从．晶体生长科学与技术．第1版．北京：科学出版社，1997
26 陈宗淇，戴闽光．胶体化学．第1版．北京：高等教育出版社，1984
27 李凤生等．超细粉体技术．第1版．北京：国防工业出版社，2000
28 高艳阳，叶毓鹏．HMX球形化工艺．火炸药学报．1998(4)：14
29 黄辉，董海山．一类对撞击不敏感的新型炸药．含能材料．2002，10(2)：74-77
30 Stosz MJ. AD-A124401, 1982
31 Mala J, et al. Comparison of cast PBX ballistic properties form cylinder and flyer plate tests. Proc. of Intern. Syrup. on Pyrotech and Expl, 1987. 292-7
32 Insensitive high energy explosive compositions[R]. AD-D013806, 1988
33 肖继军，李金山．单体炸药撞击感度的理论判别——从热力学判据到动力学判据．含能材料．2002，10(4)：178
34 张炜，朱慧等．含能材料分子结构与感度的相关性．含能材料．1998，6(3)：134
35 炸药理论编写组．炸药理论．第1版．北京：国防工业出版社，1982
36 马志钢．敏化方式对乳化炸药撞击感度的影响．煤矿爆破．1999,(2)：4-7
37 阮辉．国外含水炸药感度试验方法的研究与发展．中国民用爆破器材学会第二次年会年会议录．1983
38 北京工业学院八系《爆炸及其作用》编写组．爆炸及其作用(上册)．第1版．北京：国防工业出版社，1979
39 钟一鹏等．国外炸药性能手册．第1版．北京：兵器工业出版社，1990
40 张俊秀，刘光烈．爆炸及其应用技术．第1版．北京：兵器工业出版社，1998
41 陆婉珍等．现代近红外光谱分析技术．第1版．北京：中国石化出版社，2000
42 Danel R.Starl.燃烧与爆炸原理．第2版．南京：华东工学院，1984
43 韩德刚，高盘良．化学动力学基础．第1版．北京：北京大学出版社，1987
44 Ozawa, T., Bull. Soc. Japan, 38(11), 1881, (1965)
45 H.M.爱玛努爱利，陈国亮译．化学动力学．第1版．上海：上海科学技术出版社，1962
46 蔡正千．热分析．第1版．北京：高等教育出版社，1993
47 WJ／Z355-95．火炸药相容性手册．中国兵器工业总公司部标准
48 宋述忠，陈网桦等．用单一非等温DSC曲线评价FAE复合燃料内相容性的研究．火炸药学报．2002(2)：32-34
49 田林祥．用DSC测炸药与相关物的相容性．兵工学报．1998，19(3)
50 杨正权，胡荣祖等．用一条非等温DSC曲线确定2，6-二硝基苯酚热分解反应的最可几机理函数和动力学参数．物理化学学报．1986，2(1)
51 胡荣祖，董海山等．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．含能材料．2002，10(4)：165-167
52 胡荣祖，史启祯．热分析动力学．第2版．北京：科学出版社，2001
53 Wesbrook. Chemcial Kinetic Mechanism for Oxidation of Acetylene. 19th (International) On Combustion. The combustion Institute. 1981:741-764
2 李玲，向航．功能材料与纳米技术．第1版．北京：化学工业出版社，2002
3 盖国胜．超细粉碎分级技术——理论研究、工艺设计、生产应用．第1版．北京：中国轻工业出版社，2001
4 张志，崔作林．纳米技术与纳米材料．第2版．北京：国防工业出版社，2000
5 张立德．超微粉体制备与应用技术．第1版．北京：中国石化出版社，2001
6 王玉琨等．微乳液法制备条件对纳米SiO_2粒子形貌和粒径分布的影响．精细化工．2002，19(8)：466
7 孙业斌等．从炸药装备现状看21世纪发展趋势．火炸药学报．2001(1)：69-71
8 刘桂涛，曲虹霞．超细RDX爆轰感度与撞击感度、摩擦感度的研究．南京理工大学学报．2002，26(4)：410-413
9 张炜．含能材料分子结构与感度的相关性．含能材料．1983(3)：134．138
10 刘志建．超细材料与超细炸药技术．火炸药．1995(4)：37．40
11 S. Mitura. Nanotechnology in Materials Science(M). Elsivier Science B. V. 2000, Netheland
12 刘忆等．纳米材料的特殊性能及其应用．沈阳工业大学学报．2000，22(1)：21
13 周周瑞发等．纳米材料技术．第1版．北京：国防工业出版社，2003
14 沈钟，王果庭．胶体与表面化学．第2版．北京：化学工业出版社，1997
15 Moulard H. Particular aspect of the explosive particle size effect on shock sensitivity of cast PBX formulations. Proc 9th Int Symposium on Detonation. Portland OR, 1989
16 Spear R J. Mechanism of and particle size effects on shock sensitivity of heterogeneous pressed explosives[R]. AD-A187597, 1993
17 汪旭光．乳化炸药．第1版．北京：冶金工业出版社，1986
18 赵国玺．表面活性剂物理化学．第1版．北京：北京大学出版社，1991
19 艾伯特．工业溶剂手册．北京：冶金工业出版社，1984
20 孙荣康等．猛炸药的化学与工艺学．北京：国防工业出版社，1983
21 曹端林，徐春彦等．溶剂结晶法直接制备HMX粒度分级产品．火炸药学报．2002(4)：19
22 袁凤英，秦清风．亚微米级炸药中表面活性剂的作用机理．火炸药学报．2002(4)：39
23 王靓康．化学工程手册(结晶部分)．第1版．天滓：天津大学，1996
24 张克从等．晶体生长．第1版．北京：科学出版社，1981
25 张克从．晶体生长科学与技术．第1版．北京：科学出版社，1997
26 陈宗淇，戴闽光．胶体化学．第1版．北京：高等教育出版社，1984
27 李凤生等．超细粉体技术．第1版．北京：国防工业出版社，2000
28 高艳阳，叶毓鹏．HMX球形化工艺．火炸药学报．1998(4)：14
29 黄辉，董海山．一类对撞击不敏感的新型炸药．含能材料．2002，10(2)：74-77
30 Stosz MJ. AD-A124401, 1982
31 Mala J, et al. Comparison of cast PBX ballistic properties form cylinder and flyer plate tests. Proc. of Intern. Syrup. on Pyrotech and Expl, 1987. 292-7
32 Insensitive high energy explosive compositions[R]. AD-D013806, 1988
33 肖继军，李金山．单体炸药撞击感度的理论判别——从热力学判据到动力学判据．含能材料．2002，10(4)：178
34 张炜，朱慧等．含能材料分子结构与感度的相关性．含能材料．1998，6(3)：134
35 炸药理论编写组．炸药理论．第1版．北京：国防工业出版社，1982
36 马志钢．敏化方式对乳化炸药撞击感度的影响．煤矿爆破．1999,(2)：4-7
37 阮辉．国外含水炸药感度试验方法的研究与发展．中国民用爆破器材学会第二次年会年会议录．1983
38 北京工业学院八系《爆炸及其作用》编写组．爆炸及其作用(上册)．第1版．北京：国防工业出版社，1979
39 钟一鹏等．国外炸药性能手册．第1版．北京：兵器工业出版社，1990
40 张俊秀，刘光烈．爆炸及其应用技术．第1版．北京：兵器工业出版社，1998
41 陆婉珍等．现代近红外光谱分析技术．第1版．北京：中国石化出版社，2000
42 Danel R.Starl.燃烧与爆炸原理．第2版．南京：华东工学院，1984
43 韩德刚，高盘良．化学动力学基础．第1版．北京：北京大学出版社，1987
44 Ozawa, T., Bull. Soc. Japan, 38(11), 1881, (1965)
45 H.M.爱玛努爱利，陈国亮译．化学动力学．第1版．上海：上海科学技术出版社，1962
46 蔡正千．热分析．第1版．北京：高等教育出版社，1993
47 WJ／Z355-95．火炸药相容性手册．中国兵器工业总公司部标准
48 宋述忠，陈网桦等．用单一非等温DSC曲线评价FAE复合燃料内相容性的研究．火炸药学报．2002(2)：32-34
49 田林祥．用DSC测炸药与相关物的相容性．兵工学报．1998，19(3)
50 杨正权，胡荣祖等．用一条非等温DSC曲线确定2，6-二硝基苯酚热分解反应的最可几机理函数和动力学参数．物理化学学报．1986，2(1)
51 胡荣祖，董海山等．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．含能材料．2002，10(4)：165-167
52 胡荣祖，史启祯．热分析动力学．第2版．北京：科学出版社，2001
53 Wesbrook. Chemcial Kinetic Mechanism for Oxidation of Acetylene. 19th (International) On Combustion. The combustion Institute. 1981:741-764