GAP/RDX纳米复合含能材料的制备与性能研究(2)

3.3.2样品的表征..13 3.3.2.1扫描电镜分析.13 3.3.2.2红外光谱分析..15 3.3.2.3X射线衍射分析....16 3.3.2.4DTA分析..17 3.3.2.5原料RDX,GAP及GAP/RDX的热稳定性的测试..18 .


3.3.2样品的表征..13

3.3.2.1扫描电镜分析.13

3.3.2.2红外光谱分析..15

3.3.2.3X射线衍射分析....16

3.3.2.4DTA分析..17

3.3.2.5原料RDX,GAP及GAP/RDX的热稳定性的测试..18

.3.3.3感度测试20

4结论....22

致谢....23

参考文献..24

1绪论

1.1本课题研究的目的和意义

美国著名的物理学家,也是诺贝尔物理学奖得主者Feynman早在六十年代说过将来纳米技术会改变人类的生活,影响未来人们的生活习惯。他曾说过的“小就是与众不同”已经成为了纳米行业的一句名言。但是“纳米材料”这个词,现在大家都认为是在20世纪80年代被德国有名的科学家Gleiter提出的,他将直径小于100nm的粉体材料被定义为是纳米材料。人类从90年代初开始研究纳米技术,并将纳米科学发展成为了一种新兴学科。到了现在,纳米技术已发展成为最重要的科学技术之一并改变了人类的生活条件。纳米材料拥有诸多良好的特殊性能,因此纳米技术在能源交通、微电子、化学,环境监测,军事材料等多种领域取得了广泛的应用和发展。

随着各国军事现代化进程的快速发展,各类武器的日新月异,对武器的杀伤做功能力也提出了更高的要求。现代战场需要武器的能量密度更高,感度更低。而对弹药的小型化要求是所用炸药有较小的爆轰临界直径。在航空航天领域,随着各国航空航天领域的快速发展,对外太空探索的要求,也希望能拥有更高能量的推进剂。纳米含能材料不仅能量利用率得到大幅提升,具有较高的能量释放速率,更高的燃速,而且冲击波感度、撞击感度也大幅下降。与传统的含能材料相比,纳米含能材料具有高能低敏感的特性,能满足军事现代化的发展需要。

不过单质纳米炸药比表面积相对较高,炸药分子间倾向于易于团聚,这样就降低了纳米炸药各方面的性能[1]。而纳米复合含能材料的应用,解决了单质含能材料这种容易团聚的缺点,使纳米含能材料得到了广泛应用。纳米复合含能材料就是将两种或两种以上组分在纳米尺度上进行复合,反应得到的产物表现出各组分的优点,实现功能复合的目的,因此能满足许多领域不同的需要。同时这也是一种得到新型复合功能材料的较为有效的方法。

黑索金(RDX)又名为旋风炸药,化学式(CH2NNO2)3,化学名为环三亚甲基三硝胺,是无色晶体,密度为1.816g/cm3。黑索今,是一种军用高能炸药,化学性质比较稳定,不过感度比一些常规烈性炸药大,是一种爆炸威力极强大的烈性炸药。

叠氮类含能粘合剂具有更高的正生成热、稳定性较好、火焰温度低、环境友好等优点,是一类制备纳米复合含能材料的良好骨架材料,可以满足更高的能量需求。国内外对于叠氮缩水甘油醚(GAP)基纳米复合材料都有一定研究。北京理工大学的李国平,李念珂等人研究了GAP与RDX的复合材料[2],但炸药的感度相对比较低。本论文主要研究以黑索金(RDX)与聚叠氮缩水甘油(GAP)利为原料用溶胶-凝胶制备纳米复合材料。以GAP为凝胶骨架,RDX以纳米级晶体的形式出现在GAP分子骨架网孔中,这就是GAP/RDX纳米复合材料。制备GAP/RDX纳米复合材料可以降低含能材料的能量密度,降低感度而提高其能量释放效率。为制备高能推进剂和高能混合炸药提供参考。

1.2纳米复合材料的特性和应用

1.2.1纳米复合材料的特性

纳米粒子的粒径比较小,出现在晶界上的原子比较多,它的能量与结构特点不同于其他材料,所以它的物理及化学性能也跟其他普通材料不一样。纳米材料跟其他普通材料比较强度和硬度都比较强、密度更低、电阻较高、导热系数比较低等,拥有较为广泛的使用领域。相对普通材料,主要表现在以下几个方面的特性[3]: