炸药热分解动力学研究及其应用'
炸药化学反应的基本形式
炸药化学反应的基本形式
炸药是在一定的外界能量作用下，能发生快速化学反应，生成大量的热和气体产物，对周围介质产生强烈的机械作用并显示爆炸效应的化合物或混合物。
炸药爆炸的基本形式主要有以下几种：
1. 热分解：炸药在受热作用下发生分解反应，产生热量和气体。
这种反应通常是缓慢的，只有在较高的温度下才会加速。
2. 燃烧：炸药在有氧存在的条件下发生燃烧反应，产生大量的热量和气体。
这种反应通常是快速的，并且可以产生很高的压力。
3. 爆轰：炸药在极高的压力和温度下发生爆轰反应，产生极高的压力和温度，并释放出大量的能量。
这种反应通常是瞬间发生的，并且可以产生非常强烈的爆炸效应。
需要注意的是，炸药的爆炸过程非常复杂，涉及到许多因素，如炸药的种类、密度、纯度、起爆方式等。
不同的炸药在爆炸过程中可能会表现出不同的特性和反应形式。
同时，炸药的爆炸过程也会对周围环境产生很大的影响，因此在炸药的生产、运输、储存和使用过程中需要严格遵守相关的安全规定和操作规程，以确保人身安全和社会稳定。
热分析在炸药研制过程中的实践初探
热分析在炸药研制过程中的实践初探炸药属于一种危险物品，在我们日常的生产和生活中遇到的较少，炸药更属于违禁品，在平时的管理和研制中有更为严格的要求，主要适用于到军事、矿山的开采、隧道的挖掘等场所，炸药的安全、可靠性能对其使用有着重要的影响，因此，在对炸药进行研制过程中可以运用热分析方法，来优化炸药微观上的结构，提高炸药的爆炸性能和安全性能。
1. 热分析及其主要方法热分析主要是研究热力学参数或物理参数随温度变化而变化的关系，根据国际热分析协会对热分析下的定义来说，热分析是指在温度控制情况下，主要测量物质的物理性与温度之间依赖关系的技术，而根据测量的物理参数，热分析又分为许多热分析方法和热分析技术。
热分析技术主要是指物质在加热或冷却过程中发生某些物理变化和化学变化的技术。
热分析方法主要包括热机械分析法（DMTA）、差示扫描量热法（DSC）、差示热分析法（DTA）以及热重法（TGA）、声纳热分析法与发散热分析法等。
2. 热分析方法在炸药研制过程中的重要作用炸药要求具有相对稳定的平衡体系，而且在一定外界条件和作用下能够高速的发生化学反应，释放出大量和热能量和气体，而炸药的整个化学反应过程就是一个复杂的、不断吸热和放热过程的物理化学变化。
热分析方法实际上是测量炸药的物性参数对温度依赖性的有关方法的总称。
在炸药研制过程中采用热分析方法，除了可以测量其在热作用下的吸热与放热的热行为之外，还可以通过运用热分析方法研究炸药的反应动力学，并根据动力学参数和炸药在各种温度下的热行为，来确定炸药在研制、生产和使用中的工艺条件和环境条件，从而确保炸药研制过程的安全性和可靠性。
因此，热分析方法在炸药研制过程中具有重要意义和关键性的作用3. 热分析方法在炸药研制过程中的实践3.1采用热分析方法，提高了炸药研制的安全性随着科学技术的迅速发展，使得、国家上对装药的性能提出了越来越高的要求和标准。
为了确保炸药的安全性，可以从炸药的起爆理论开始，要想炸药是安全的发生爆炸，可以借助多种不同的外界作用，例如，热分解作用、机械作用、热作用、化学作用以及爆炸作用等。
热分析在炸药研制过程中的实践初探
热分析在 炸药研 制过程 中的实践初探
刘小柏 曾庆权
（ 江西吉安 国泰特 种化 工有限责任公 司 ３ ４ ３ １ ３ ６ ） 摘 要： 热分析方法能够 准确测试 出物 质的熔融 、 分解等变化 ， 也能够准确无机 、 有机物 质的物理和化学性 能。热分 析方法和技术在物理、 化工 以及 炸 药研制等领 域得 到广泛应 用。 炸 药属 于一种危 险物 品， 在炸药研制过程 中大力应用 了热分析技术 ， 本文通过阐述热分技术的内涵 和主要方法 ， 讲述 了热 分析技 术造炸 药研制过 程中的重要作用 ， 进而探讨 了热分析技术和方法在炸药研制过程中的实践和应用体现。 关 键词 ：热分析方法； 炸药； 研 制
炸 药属于一种危险物品，在我们 日常的生产和生活中遇到的较少 ， 炸 药更属于违禁品 ， 在平 时的管理和研制 中有 更为严格 的要求 ， 主要适用于
到 军事、 矿 山的开采 、 隧道 的挖 掘等场所 ， 炸 药的安全、 可靠性 能对其使用 有着重要 的影 响， 因此 ， 在对炸药进行研制过程中可 以运用热分析方法 ， 来 优化炸药微观上 的结构 ， 提高炸药的爆炸性 能和 安全性能 。 １ ． 热 分 析 及 其主 要 方法 热分析主要是研究热力学参数或物理参 数随温 度变化而变化 的关系 ， 根据 国际热分析协会对热分析下的定义来说 ， 热 分析是指在温 度控制情况 下， 主要测 量物质的物理性 与温 度之间依赖关 系的技术， 而根据 测量 的物 理参数 ， 热分析又分为许多热分析方法和 热分析 技术。热分析技术主要是 指物质在加热或冷却过程中发生某些物理变化和化学变化的技术。 热分析 方法主要 包括 热机械分析法 （ Ｄ ＭＴ Ａ ） 、 差示扫描量热法 （ ＤＳ Ｃ ） 、 差示热分析 法（ ＤＴ Ａ ） 以及热重法（ ＴＧＡ ） 、 声纳热分析法 与发散热分析法等。 ２ ． 热分析 方法在炸药研制过程 中的重要作用 炸药要求具有相对稳定的平衡体系， 而 且在 一定外界条件和作用下能 够 高速 的发生化 学反应 ， 释放 出大量和热能量和气 体 ， 而炸药 的整个化学 反应过程就是 一 个复杂的、 不 断 吸 热 和放 热 过 程 的 物 理 化 学 变 化 。热 分 析 厅法实际上是测最炸药的物性参数对温 度依赖性 的有关方法的总称 。 在炸 约研制过程中采用热分析方法， 除了可以测量其在热作用下的吸热与放热 的热行 为之外 ， 还 可以通过运 用热分析方法研 究炸药的反应动 力学， 并根 据动 学参数和炸 药在各种温 度下的热行为 ， 来确 定炸药在研制 、 生产和
炸的物理学炸药和火药的能量释放
炸的物理学炸药和火药的能量释放炸药和火药作为常见的爆炸物质，被广泛应用于军事、工程和矿山等领域。
它们在爆炸过程中释放出巨大的能量，给人们带来了便利和危险。
本文将从物理学的角度来探讨炸药和火药的能量释放机制。
1. 能量的定义和释放方式能量是指物体具有的使其发生运动、变形或发热的物理量。
在爆炸过程中，炸药和火药通过释放储存的化学能、热能和压力能来产生能量的转化和释放。
2. 炸药的能量释放机制炸药是一种由化学物质组成的爆炸品，其内部含有高度不稳定的化学键和大量的化学能。
炸药通过自身的爆燃或爆轰反应释放能量。
2.1 爆燃反应炸药中的化学物质在接触到热源或引信起火后，发生缓慢的氧化反应，这种反应被称为爆燃。
爆燃反应需要外界氧气的参与，其过程相对较缓慢。
2.2 爆轰反应当炸药中的爆燃反应达到一定程度时，会引发爆轰反应。
爆轰是炸药中的能量快速释放的过程，产生大量的高压和高温气体。
爆轰反应具有极快的反应速度和高度破坏力。
3. 火药的能量释放机制火药是一种由硝酸盐、炭和硫黄等物质组成的混合物。
它是古老而常见的火器发射药，被广泛应用于军事和民用领域。
火药的能量释放主要通过以下过程实现：3.1 燃烧反应火药通过燃烧反应来释放能量。
当火药与外界的引火源接触后，硝酸盐释放出大量的氧气，促进炭和硫黄的燃烧反应。
燃烧释放出的能量推动了火药内部的火焰和高温气体的产生。
3.2 高速燃烧火药的燃烧速度通常比炸药的爆燃和爆轰速度慢，但仍然很快。
高速燃烧过程中，火药内部形成的大量气体迅速膨胀，产生冲击波和火焰。
4. 炸药和火药的能量释放与爆炸威力炸药和火药的能量释放直接决定了它们的爆炸威力。
能量转化为爆炸威力的关键在于火药或炸药内部产生的高压和高温气体的迅猛膨胀。
4.1 压力波和激波当炸药或火药爆炸时，内部产生的高压气体会迅速膨胀，形成压力波。
这种压力波可以传播并引起附近物体的震动和破坏。
当压力波的速度超过音速时，就形成了激波，激波的破坏力更加剧烈。
DTHL炸药热分解动力学研究及贮存寿命预估
气 体 压 力 户和 放 气 量 ＶＨ与 时 间 ｔ 的关 系 曲 线 ， 对 其 进 行 了初 始 热 分 解 动 力 学 分 析 和 贮 存 寿命 预 估 。结 果 表 明 ， 并 Ｄ ＴＨＬ熔 铸 炸 药 在 １ Ｏ １０ｃ范 围 内 ， 初 始 热 分 解 反 应 机 理 函 数 符 合 成 核 和生 长 （ １ ～ ４ 其 一２ 的 Ａｖａ ｒｆｙ ｖ方 ） ｒｍｉ ｏｅ ｅ Ｅ 程 ； 观 活 化 能 和 指 前 因子 分 别 为 Ｅ 一１ ０ ２ ｋ ｍｏ ， 表 ２． ９ Ｊ・ ｌ Ａ一１ Ｓ 以放 气 量 ２ ０ ”一。 ｍＬ／ ｇ为 临 界 点 ， ｅｔｌｔ 程 用Ｂ ｒ ｏ 方 ｈ 外 推 得 到 Ｄ ＨＬ熔 铸 炸药 在 ２ Ｔ ５Ｃ和 ２ 件 下 的 贮 存 寿 命 为 １ ． ＯＣ条 ８８年 和 ３． Ｏ ７年 。 关 键 词 ： 理 化 学 ； 铸 炸 药 ； 分 解 ； 力学 参 数 ； 存 寿 命 物 熔 热 动 贮
（ ｎ Ｍ ｏ ｅ ｎ Ｃｈ ｍｉｔ ｙ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｉ ｓ ｉ ｔ ，Ｘｉ ｎ ７ ０ ６ ，Ｃｈ ｎ ） Ｘｉ ｄ ｒ ｅ ｓ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｕ ｅ ａ ｔ １０５ ａ ｉａ
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ： Ｔ ｈ ｉ ｔａ ｔ ｒ ａ ｄ ｃ ｅ ｎｉｉ ｌ ｈｅ ｍ ｌ ｅ ｏｍ ｐ ｉｉ ｐ ｏ ｅ ｓ ｆ Ｄ ＴＨ Ｉ ｍ ｅｔ ｃ ｓ ｅ ｏｓｔｏｎ ｒ ｃ ｓ ｏ ｌ— ａ ｔ ｘｐｌ ｉ ｅ ａ ｉ ｖ ｔｇ ｅ ｂ ａ ＢＫ ｏｓｖ ｗ ｓ ｎ ｅｓ ｉａｔ ｄ ｙ Ｎ ＬＡ Ｗ Ａ ｎｓ ｒ ｍ ｅ ｏｒｔ ｓ ｉ ｇ ｍ ａ ｅ ｉｌｔ ｒ ａ ｔ ｂｉｉｙ． Ｔｈｅ 户－ ｔａ Ｈ ｔｃ ｒ ｅ ｈｅ ｍ ａ ｅ ｏｍ ｐ ｉｉ ｏｒ ｉ ｔ ｕ ｎｔｆ ｅ ｔｎ ｔ ｒａ ｈｅ ｍ ｌｓ ａ ｌｔ － ｎｄ Ｖ ｕ ｖ ｓ ｏｆｔ ｒ ｌｄ ｃ ｏｓｔｏｎ ｆ ＤＴ Ｈ Ｌ ｘｐ ｏ ｉ ｅ ｅ ｏｂｔ ｉ ｄ． Ｉｓ ｄｅ ｏ ｐｏ ｉｉｎ ｅ ｃ ｉ ｎ ｋｉ ｅ ｉｓ ｗ ａ ｎａ ｙ ｅ ｎｄ ｔ ｓ ｏ ａ ｅ ｉｅ ｓ ｉ ａ ｅ ｅ ｌ ｓｖｅ ｗ ｒ ａｎｅ ｔ ｃ ｍ ｓｔｏ ｒ ａ ｔｏ ｎ ｔｃ ｓ ａ ｌ ｚ ｄ ａ ｉｓ ｔ ｒ ｇ ｌｆ ｅ ｔｍ ｔ ｄ．
含有二价铁离子乳化炸药基质的热分解动力学研究
由式 （ ） （ ） １ 、２ 和 ｏ ＝ １ Ｏ 得 ｔ （ 一／ ， ） ）
ｄｏ ｔ ： Ｔ
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・ 收 稿 日期 ：０ １０ －３ ２ １ －１２
基金项 目： 安徽省科技厅安徽省攻关 项 目（７ １３０８）安徽省教育厅重点项 目（ Ｊ００ １２ ００００１９ 、 Ｋ２１Ａ０ ） 作者简介 ： 朱晶 （９ ４ ， ， １８ 一） 女 硕士 ， 从事民用爆破器材及技术方面的研 究。Ｅ ｍ ｉ ｃ ｓ ｌ ＿０ ＠ｙｈｏ ｃｎ ｃ — ａ ： ｙ ａ ｒ１０ ａｏ．ｏ１ ａ ｌ ｒ ｔｅ ．
１ 实验
作加入 ０ ０ ％二价铁离子 （ ｅＯ ７ ） ．４ ＦＳ ・ Ｈ Ｏ 的乳化 基质 ， 将上述所得的３种基质 ， 分别按照 １１ ． 节所述 实验条件进行 Ｄ Ｃ测试 ， 得 的实验 结果 为加入 Ｓ 所 ００ ％二 价 铁 离 子乳 化 基 质 的活 化 能 ＞０ ０ ％ 二 ．１ ．３ 价铁离子乳化基质 的活化能 ＞实验样 品 ｘ的活化
・
８・
爆
破
器
材 Ｅ ｐｏｉ ａ ｒｌ ｘｌｓ ｅＭ ｔ ｉ ｓ ｖ ｅ ａ
第４ ０卷第 ３期
含 有 二 价 铁 离 子 乳化 炸药 基质 的热 分解 动 力 学研 究
朱 晶 谢兴华 罗 伟 邸云信 安徽 理 工 大学化 学工程 学院 （ 安徽 淮 南 ，３０ １ ２２０ ）
参 考 文 献
［ ］ 杨桐． 乳化 炸 药六 起事 故 中吸取 教 训 ［ ］ 爆 破器 １ 从 Ｊ．
材 ， ９ ，４ ４ ：３２ ． １ ５ ２ （ ）２ －６ ９
利用差示扫描量热分析仪对乳化炸药基质和含 Ｆ¨ 浓度 为 ０ ０ ％ 的 乳 化 炸 药 基 质 的热 分 解 过 程 ｅ ．４ 进行 了实验研究 。从实验和分析结果可以看出： （ ） ｅ 的存在促进 了硝 酸铵 的热分解反应 ， １ Ｆ 从Ｔ Ｇ曲线的分析结果可 以看出混有 Ｆ 的乳化炸 ｅ 药基质开始发生热分解反应的温度有所降低。 （） ２ 根据实验数据计算得到乳化炸药基质的活 化 能 为 １８２ ｋ／ ｏ， ０ ．８Ｊｔ ｌ而加 人 ０ｏ ％ Ｆｎ 的乳化 炸 ｏ ．４ ｅ
炸药爆炸的热力学参数(正式版)
文件编号：TP-AR-L5811In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.（示范文本）编订：_______________审核：_______________单位：_______________炸药爆炸的热力学参数(正式版)炸药爆炸的热力学参数(正式版)使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。
一、爆热炸药在爆炸分解时释放出的热量称为爆热。
爆热等于炸药的反应热与爆炸产物生成热之差，其单位为千焦耳/千克（kJ／kg），工业炸药的爆炸一般在3300KJ/~5900kJ/kg之间，爆炸热可根据爆炸生成气体的种类和数量进行计算，也可用量热器直接测量。
爆热是炸药做功的能源，也是决定炸药爆速的重要因素之一，它与炸药的其他许多性能有首直接或间接的关系。
因此，提高爆热和炸药威力对于矿山爆破具有重要的实际意义。
爆热不仅决定于炸药的组成和配方，而且受到装药条件的影响，因此，即使是同一种炸药，装药条件不同，产生的爆热也不同。
二、爆温炸药释放出的热量将爆轰产物加热到最高的温度称为爆温。
即爆炸热量尚未耗散、全部赋于存于爆炸产物时，爆炸产物所达到的最高温度。
常用工业火药、炸药的爆炸的烛温在2300~4300之间。
提高炸药的爆温可以增加炸药膨胀做功的能力。
提高爆温的途径是增加爆热和减少爆炸产物的热容。
微纳米RDX炸药的连续比热容、热力学性质和热分解动力学
微纳米RDX炸药的连续比热容、热力学性质和热分解动力学任晓宁;赵凤起;肖立柏;高红旭【摘要】为了分析不同粒径RDX的热性能,在温度288～353K下,采用μSC量热法测试了粒径分别为1μm、500nm、100hm的微纳米RDX炸药的连续比热容,由比热容随温度的变化曲线拟合得到了温度二次方的Cp表达式,并依据热力学定律计算获得了不同粒径RDX的热力学参数;采用DSC分别测试了3种粒径RDX的热分解性能,获得热分解规律曲线,并用Kissinger法计算了不同粒径RDX的分解动力学参数.结果表明,μSC量热法测试连续比热容简便并且数据准确.微纳米RDX的比热容、熵和焓均随着温度的升高而增加,但吉布斯自由能降低;焓和吉布斯自由能随粒径的下降而下降,但熵随着粒径的下降而增加;与微米RDX相比,两种纳米RDX 的熵和吉布斯自由能随粒径的变化不大,这两种热力学函数显示了纳米与微米材料之间的不同;纳米与非纳米RDX熔融态分解的动力学参数虽有不同,但它们都服从同一“动力学补偿效应”.【期刊名称】《火炸药学报》【年(卷),期】2019(042)003【总页数】5页(P257-261)【关键词】物理化学;微纳米炸药;μSC量热法;比热容;热力学性质;热分析;分解动力学【作者】任晓宁;赵凤起;肖立柏;高红旭【作者单位】西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室,陕西西安710065;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室,陕西西安710065;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室,陕西西安710065;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TJ55;O642引言近年来，在不敏感弹药的需求背景下，降低含能材料感度、同时提高含能材料能量是火炸药科技工作者的追求目标，纳米材料所表现出的优异性能引起了国内外广泛关注，国外先后研制出一系列新型纳米含能材料，并对其能量与安全性能加以测试与评估[1-2]。
炸药理论 第3章
ARC的中心部分由具有良好绝热性能 的镀镍铜壳体和球形样品池构成。球形样 品池内径为24.5mm，最多可装10克样品。 量热仪壳体中有3个测温热电偶和8个加热 器，它们可以使壳体和试样的温度差在整 个运行过程中保持很小的值。第四个热电 偶连接在样品池外壁上，用来测量样品温 度。膜片式压力传感器通过一个细管和样 品池直接相连，探测反应过程中的压力变 化。量热仪中还安置了一个辐射加热器， 它和绝热系统是独立的，只用于升高试样 的温度，直到探测到反应的升温速率。仪 器温度操作范围为0℃~500℃，压力范围 为0－17MPa。
k / s1
1016.34 1013.95
1010.93
109.20
1 2
/年
4.8108
2.0105
1870
35
说明最不安定的炸药的代表NG，仍然是相当稳定的。 但是这种计算是不合理的，原因有二：
第一：实际炸药不允许分解到这样深的程度，否则早已失 去使用价值。
热重法的缺点是其他过程（如蒸发、升华）的干扰对 热分解进程的判别，难以准确测定动力学参量，对于 炸药并不是理想的研究方法。
（3）量热法
用仪器分析试样热分解过程热量变化的方法。
a、DTA（差热法-differential thermal analysis）：
在程序控制温度下，测量试样与参比物之间的温度 差对温度或时间的关系的一种技术。
3.2 研究方法—热分析的方法
所谓热分析，就是测量物质的任意物性参数对温度依 赖性的一类有关技术的总称。热分析方法记录的曲线称为 相应方法的曲线，例如，热失重曲线等。
• 在恒温条件下反复地进行测量求得对温度依赖关系的方 法称为静态热分析；
• 按照一定程序改变温度的热分析方法称为动态热分析。
GI-920炸药的热分解动力学研究
第１ ６卷
第１ 期
含 能 材 料
Ｃ ＮＥ Ｅ Ｊ ＲＮＡ Ｆ Ｅ ＲＧ Ｔ Ｃ ＭＡＴ ＲＩ Ｓ ＨＩ Ｓ ＯＵ Ｌ Ｏ ＮＥ Ｅ Ｉ Ｅ ＡＬ
Ｖｏ． ６，Ｎｏ １１ ．１
２０ ０ ８年 ２月
Ｆｅ ｒ ａｙ，２ ０８ ｂｕｒ ０
数 的相关 文献报道 。本实 验用 Ｄ Ｃ Ｔ Ｓ ・ Ｇ联 用 热分 析技
术 研究 Ｐ Ｔ Ｅ Ｎ和 Ｇ －２ Ｉ ０炸药 的热 分解 规律 ， 得 热分 ９ 获 解 动力学参 数 、 理 函数 和 动力 学 方 程 ， 深 入 研 究 机 为 Ｇ － ０炸药在不 同环境 作用 下 的 热降 解 规 律 ， 估 热 Ｉ２ ９ 评 固炸药加速 老化后性 能变化奠定 基础 。
４３１ 口 ［ Ｉ（ 一 ）｛ 热分解动力学方程为 ： ａ ｄ ／（ 一 ） 一ｎ１ 口 ］ ｄ ／ｔ：２５９×１ｔ １一口 ［ ｎ １ ）÷ ｘ（ ．７ ０ ，×（ ） 一Ｉ（ 一口 ］ ｅｐ 一
，
） 。
关键词： 理化 学 ； Ｉ ２ 物 Ｇ － ０炸 药 ；Ｄ ＣＴ ９ Ｓ —Ｇ热 分 析 ； 力 学 参 数 ； 理 函数 动 机 中图分类号 ： Ｊ５ Ｔ ５ ０ ７ ； ６ Ｔ５ ； Ｑ ６ ．２ Ｏ ４ 文献标识码： Ａ
１０ ｍ， ０ 熔点 １ １—１２℃ ；有 机硅 橡胶 ｓ ． ４ ４ Ｄ３ ３预 聚体 为无色透 明粘 稠 液体 ， 度为 ０ ９ ０ ９ ｃ 密 ． ８— ．９ｇ・ ｍ一， 加 ３ ％正硅酸 乙酯 固化剂混 合 均匀 ， 温度 ７ 经 ０℃固化 ８ｈ 后制得无 色半 透 明 固化 Ｓ ．３粘结 剂 ， Ｄ３ 密度 为 １ １ ． ０—
１ 引 言
ＰＴ Ｅ Ｎ炸 药具 有 起爆 感 度 高 、 界 直 径 小 的爆 轰 临 特性， 主要用 于雷管装 药 、 传爆 药和导 爆索装 药 。有机 硅橡 胶 Ｓ ． Ｄ３ ３预聚 体是 含硅 的 合成 高 分 子材 料 ， 有 具 良好 的耐高 温、 油及 耐 多种 化 学 药品 侵蚀 特 性 。 固 耐 化后 的有机硅橡 胶耐 水 性 、 油 性 和化 学 稳 定性 比一 耐 般橡 胶 好， 热 固炸 药 中是 重 要 的粘 结 剂 之 一。 在 Ｇ －２ 炸 药是 由 Ｐ Ｔ Ｉ ０ ９ Ｅ Ｎ和 Ｓ ． Ｄ３ ３粘 结剂 组 成 的 热 固炸 药 ， 有小直径 、 具 大长 径 比 的传爆 特 性 ， 泛 用 于常 规 广 战斗 部起 爆 、 爆 系 列 … 。在 Ｇ ．２ 传 Ｉ ０炸 药 研 制 过 程 ９ 中 ， 传统 的真 空 安定 性 试 验 （ Ｓ ） 恒 温 热失 重 试 用 ＶＴ 、 验 、 热分析 （ Ｔ 和差 示 扫描 量 热 分析 （ Ｓ ） 差 Ｄ Ａ） Ｄ Ｃ 研究 其热稳 定性 以及 与炸药 、 属和高 分子材 料 的相容性 ， 金 但是 ， 至今 未见研究 Ｇ － ０炸药 热分 解动 力 学机 理 函 Ｉ２ ９
二级煤矿许用乳化炸药热分解动力学研究
Ｆ ｇ ＤＳ ， ｉ ．１ Ｃ ＴＧ ｕ ｖ ｓ ｏ ｌ ｓ２ ｃ ａ ｎｅ ｐ ｒ ｓ ｉｌ ｃ ｒ ｅ ｆｃａｓ ｏ ｌ ｍｉ ｅ ｍｉｓｂ ｅ ｅ ｍｕｌｉｎ ｅ ｐｌｓｖ ｔｄｆｅ ｅ ｔｈｅ ｔｎｇ ｒｔ ｓ ｓｏ ｘ ｏ ｉｅ ａ ｉ ｒ ｎ ａ ｉ ａ ｅ ｆ
程， 温度 缓慢 升 高 。在 ２ ４ ３ 【检 测 到 放 热 ， 热速 ３ ．８ｏ ＝ 放
２ 实 验
仪器 ： 美国 Ｔ Ａ公司 Ｓ Ｔ２６ 型 Ｔ － Ｓ Ｄ Ｏ ９ Ｇ Ｄ Ｃ联用分析仪。
试样 ： 二级煤矿许用乳化炸药（ 淮南矿业集团化工厂） 。 条件： 试样 ６ ６ ｇ 氮气 流量２ Ｌ・ ｎ ．４ｍ ； ０ｍ ｍｉ～； 升
转 化 率 法 计 算 了 其 表 观 活 化 能 Ｅ 和 指 前 因 子 Ａ ａ ｖ－ｅｔ 法 结 果 表 明 ： 过 程 的 反 应 机 理 归 属 为 三 维 扩 散 。 。￣ ｔ ａＳｓ ａ 该
（ 柱形 对 称 ） 机 理 函数 为 Ｇｎｔｎ．ｒｕｈ ｉ 方 程 。二 级 煤 矿 许 用 乳 化 炸 药 的 热 分 解 特 征 温 度 与 乳 化 炸 药 实 际 圆 ， ｉｓｉｇＢｏｓｔ ｎ ｌ ｅ 生 产 过 程 中的 乳 化 温 度 、 化 温 度 及其 使用 温度 的 比较 表 明二 级 煤 矿 许 用 乳 化 炸 药 有 良好 的热 安 全 性 。 敏
温速率 Ｊ Ｂ为 ２ ５ ５ ０ １ ，０ Ｋ ・ ｎ ；Ａ ，参 比 ． ， ． ，０ ２ ｍｉ～ Ｉ０
物 ， 口铝坩埚 。 敞
升， ５ 在 Ｋ 的 时 间 内 ， 热 速 率 由 ０ ７ ５ 升 至 放 ． ９１
RG-1炸药的热分解特性
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｊ ５ ５ ；Ｏ ６ ４ ２ 文 献标 志 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ７ — ７ ８ １ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ３ ５ — ０ ６
Ｔｈｅ ｒ ｍａ ｌ Ｄｅ ｃ ｏ ｍ ｐｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ Ｒ Ｇ－ １ Ｅｘ ｐｌ ｏ ｓ ｉ ｖ ｅ
HMX热分解动力学与热安全性研究
（ ＮＴ 、 Ｔ ） 黑索 今 （ ＤＸ 等 炸 药 ， 泛应 用 于 高 能混 合 Ｒ ） 广 炸药 、 固体 推 进 剂 和 发 射 药… 。其 安 全性 直接 影
响其 应用 ， 人 对 Ｈ 前 Ｍｘ及 以 其 为基 的混 合 物 的热 分 解 和安全性 已进行 较多相关 的研 究 ， 但仍 然存 在争论 ， 各研究 者根据 自已的试验方 法得 到了相关 的热分解 动 力学及 热 力 学 等 参 数 ， 出 了不 同 的结 果 ” 提 子 如等 ” 。刘 分 别 对 ＨＭＸ的 热 分 解 特 征 量 、 解 过 分
ａｕｅ ｓ Ｔ 、 点火 温 度 （ｈ ｒ ｌｇ ｉｏ ｅ ｅａ ｔｒ ，ＴＡ ） 热 Ｄ ｔｅｍａ ｉｎｔ ｎｔｍｐ ｒ— ｉ
ｔ ， ｝ 和 绝 热 至 爆 时 间 （ ｄａ ａｉ ｔ — —ｘ ｌ— ｑｅ Ｔ ｒ ） ａ ｉ ｔ ｉ ｔ ｅ ｐｏ ｂ ｃ ｍｅ ｏ ｓ ｎ Ｔ ） 为 热 分 析 方 法 评 价 含 能 材 料 热 安 全 性 的 ｉ ，ｃ 作 ｏ
孙 金 华 等 人 基 于 活 化 中 心 理 论 和 反 应 热 、 烧 热 ， 燃
收 稿 日期 ：２ １ ３ ２ 修 回 日期 ： ０ １０ — ７ ０ １ －３； ２ １ —５ ２
是 不 通 过 试 验 ， 接 根 据 火 炸 药 的 结 构 和 组 成 经 过 计 直
热分解反应动力学机理分析及其应用
热分解反应动力学机理分析及其应用热分解反应是指在加热条件下，化学物质发生分解反应的过程。
这种化学反应通常在高温下进行，伴随着气体和固体产物的生成。
热分解反应在很多领域都有着非常广泛的应用，例如材料制备、工业生产和燃料燃烧等方面。
本文将探讨热分解反应的动力学机理分析及其应用。
一、热分解反应动力学机理分析1. 热分解反应的基本特征热分解反应的基本特征是在高温下热量输入，使化学物质开始发生分解反应，产生气体和固体产物。
这个过程通常是一个非常快速和复杂的过程，需要进行深入研究才能理解。
2. 动力学机理分析的重要性热分解反应的动力学机理分析对于理解热分解反应的本质非常重要。
只有了解反应的动力学特征，才能预测反应发生的条件和速率，从而为工业生产和应用提供有力支持。
动力学机理分析涉及到热力学、化学反应动力学和材料科学等领域，需要进行深入研究。
3. 动力学分析的方法动力学分析的方法包括实验方法和计算模型。
实验方法主要基于实验数据的收集和分析，包括热分解反应速率的测定以及反应生成物的定量分析等。
计算模型主要是基于化学反应动力学理论和数值计算方法，通过建立数学模型预测反应速率和产物生成量等物理和化学参数。
4. 热分解反应的动力学机理分析内容热分解反应的动力学机理分析内容包括反应速率常数、反应途径、反应中心等重要信息。
在动力学分析中需要考虑的关键因素包括反应温度、反应物浓度、主反应的机理和反应体系的复杂性等等。
二、热分解反应的应用1. 材料制备热分解反应在材料制备领域有着广泛的应用。
例如，通过热分解反应可以制备出高纯度的金属粉末和化合物粉末，这些材料可以用于电子、光电、航空航天和石油化工等领域。
同时，热分解反应还可以用于生产如铁氧体、铝酸盐、陶瓷材料、高分子材料等的材料。
2. 工业生产热分解反应在工业生产过程中也有广泛应用。
例如，在石油炼制过程中，热分解可以产生许多烃类物质，如石油沥青、重油和焦油等。
在燃料燃烧过程中，热分解反应可以增加燃料的燃烧效率，减少废气排放和环境污染。
生物炸药的研制和应用
生物炸药的研制和应用一、生物炸药的定义及特点生物炸药是利用生物质料发酵产生的能量作为动力装置，进行破坏性作用的一种炸药。
生物炸药是近年来出现的一种新型炸药，相对于传统的化学炸药，生物炸药有着种类多、成本低、制备简单、易于运输的优点。
另外，生物炸药的爆炸后处理方便，对环境的污染少，并且在炸药爆炸的过程中所释放的能量也相对较低。
二、生物炸药的制备方法生物炸药的制备主要分为两种方法：一是利用真菌或者微生物等生物发酵产生气体来实现爆炸效果；二是利用植物的活性物质如油、脂肪等进行制取。
利用生物发酵产生气体的方法，主要通过两种来源：一是利用微生物产生的气体来驱动装置爆炸，如通过利用真菌的产气反应以及利用微生物发酵产生氧气等化合物来实现爆炸效果。
二是利用有机物的热分解反应来产生气体，如纤维素、淀粉等有机物经过高温分解后，会产生气态产物，可以通过利用该反应来实现爆炸效果。
利用植物的活性物质进行制备，主要是将植物的能量利用化学或物理手段来提取植物中的活性成分，如植物中的香料油、脂肪酸、糖类以及其它营养物质，然后将这些物质通过不同的配方和体积比例的调整，制作出具有破坏力的生物炸药。
三、生物炸药的应用领域生物炸药的应用领域目前存在一定的争议，一方面生物炸药相对话学炸药的制备成本较低，生产难度也远远低于传统的化学炸药；另一方面，生物炸药所释放的能量相对火药或者化学炸药都较低，无法满足高速飞行物体的压缩性炸药需求。
然而，生物炸药在一些特殊领域的应用具有相当优势，下文重点梳理其两个领域：1.军事领域生物炸药在军事上的应用主要可以分为两个方面：一是利用弹道导弹等进行远程投掷，所以比较适合用于隐蔽的小型偷袭或者掌握充足的情况下的对敌攻击；二是用于坦克、装甲车等装备的内炮弹、炮弹外壳等防护用途，相对于常规炸药来说，生物炸药在制造其材料时使用的成本更低。
另外，与其它熔点或点火点较低的化学炸药相比，生物炸药也更适合在高温、高压环境下使用，对于强大的爆炸冲击仍有着相当的破坏力。
HMX相变与热分解的模拟研究
HMX相变与热分解的模拟研究引言HMX (C4H8N8O8) 是一种高能量密度化合物，用于生产炸药和推进剂。
在许多军事和工业应用中，HMX都是一个重要的材料。
对HMX的研究非常重要，特别是关于其相变和热分解的研究。
相变和热分解是HMX在实际应用中起关键作用的两个重要过程，研究这些过程可以帮助我们更好地理解和预测HMX在实际应用中的性能。
本文将对HMX相变与热分解的模拟研究进行探讨。
HMX的相变HMX具有多种晶型，包括β-I、α、β-II和δ等。
其中以β-I型晶体为最稳定的晶型，在常温常压下HMX为β-I型晶体。
但在高温或高压条件下，HMX会发生相变，从β-I 型晶体转变为其他晶型。
这种相变会影响HMX的物理和化学性质，因此对HMX相变的研究非常重要。
目前，研究人员主要通过计算模拟的方法来研究HMX的相变过程。
计算模拟是利用计算机对分子或原子的运动进行模拟，从而揭示物质的性质和行为。
通过计算模拟，研究人员可以模拟HMX在不同温度和压力下的晶体结构和相变过程，从而深入了解HMX的相变机制。
一项研究发现，在高温和高压条件下，HMX会从β-I型晶体转变为α、β-II或δ型晶体。
通过计算模拟，研究人员可以准确地确定HMX相变的转变路径和转变温度压力条件，从而为控制HMX的相变提供重要参考。
计算模拟还可以揭示HMX在相变过程中的结构变化和能量变化，从而帮助我们更好地理解HMX的相变过程。
通过对HMX相变过程的深入研究，我们可以优化HMX的制备工艺，提高其稳定性和性能，从而更好地满足实际应用的需要。
HMX的热分解HMX的热分解是指在高温条件下，HMX分子内部发生化学反应，从而产生新的物质和释放能量。
HMX的热分解是炸药或推进剂在实际应用中释放能量的重要过程，因此对HMX热分解的研究也非常重要。
总结HMX相变与热分解的研究对于理解和预测HMX在实际应用中的性能非常重要。
目前，研究人员主要通过计算模拟和分子动力学模拟来研究HMX的相变和热分解过程，通过这些研究，我们可以深入了解HMX的结构和性质，从而更好地应用和控制HMX。
HMX相变与热分解的模拟研究
HMX相变与热分解的模拟研究1. 引言1.1 研究背景研究背景：HMX是一种重要的高能量密度化合物，广泛应用于火箭发动机、炸药等领域。
其相变行为和热分解反应对其性能和稳定性具有重要影响。
传统实验方法往往受到运行条件的限制，无法全面揭示HMX的相变和热分解机理。
开展基于计算模拟的研究对于深入理解HMX的性质至关重要。
过去几十年，随着计算机技术的快速发展，分子动力学模拟、密度泛函理论等计算方法在材料科学领域取得了显著进展。
利用这些计算方法可以模拟HMX在不同温度和压力下的相变过程，揭示其分子结构的变化规律；还可以模拟HMX的热分解反应路径和活化能，为预测其热稳定性提供重要参考。
本研究旨在通过计算模拟研究HMX的相变和热分解过程，探索其内部机理，为优化HMX的制备工艺和提高其性能提供理论指导。
本研究也将为相关领域的学术研究和工程应用提供有益启示，推动HMX及其衍生物的开发和应用。
1.2 研究目的研究目的是为了深入了解HMX相变与热分解的机理和过程，揭示其内在规律和关联，为材料设计和应用提供科学依据和技术支持。
通过模拟研究，探索HMX在不同环境条件下的相变行为和热分解路径，揭示其热力学和动力学特征，为探索HMX的稳定性、燃烧性能以及安全性提供重要参考。
通过模拟研究，可以为实验研究提供理论指导和数据支持，加深对HMX相变与热分解的认识，拓展研究领域，推动相关研究的发展。
通过对HMX相变与热分解的模拟研究，可以为相关领域的科研工作提供新的思路和方法，为解决HMX在应用过程中出现的问题提供理论支持和技术保障。
1.3 研究意义HMX是一种重要的高能材料，其相变和热分解行为对其性能和应用具有重要影响。
通过对HMX相变与热分解的模拟研究，可以深入了解其物理和化学性质，为设计更安全、高效的高能材料提供重要参考。
研究HMX相变过程可以揭示其在不同温度和压力下的结构变化规律，为制备不同形态的HMX材料提供基础理论支持。
对HMX热分解的模拟研究能够揭示其分解产物和反应机制，有助于改进高能材料的合成工艺和降低其燃烧过程中的风险。
《炸药爆炸理论》讲义,安徽理工大学__郭子如教授_第三章_炸药的热分解与热安定性
第三章 炸药的热分解与热安定性3.1 热分解概述3.1.1 热分解的定义在热的作用下，物质（包括炸药）分子发生键断裂，形成相对分子质量小于原来物质分子的众多分解产物的现象，称为物质的热分解。
3.1.2 研究热分解的意义及研究简史意义：物质的储存期（货架寿命－shelf life ）；火药的弹道性质；加工制造炸药制品，例如要在较高温度下(100℃以上)压制成型，通过机械加工做成各种几何形状的产品，需要对热分解速度，是否导致爆炸危险作出回答；飞机和导弹携弹飞行过程中有可能使炸药部件受到较大的热能冲击；武器的装药量增加，有的超过了数百千克乃至数千千克，因此装药内部的热积累有时相当严重；在民用炸药的应用中，对耐热性能的要求也越来越高，例如，在石油开采中，要求石油射孔弹能在200℃下保持数小时不发生热爆炸反应，而且还要保持其主要物理化学性能不变。
由此可见，不论在军事上还是在民用上都要求炸药具有良好的热安定性和较低的热感度。
因此，测定和研究炸药性能与温度的依赖关系就显得特别重要。
简史：早期（上世纪60年代）热分解研究工作集中在热分解速率较快的火药、推进剂及其组成的受热后的表现，集中在对炸药分解速率动力学参数如活化能E 和指前因子A 等的研究，且是在等温条件下热分解动力学规律。
近期（20世纪60年代以后）利用先进的科学手段如：FIR （傅里叶红外）、ARC （加速度量热仪）、气—质联用仪、光电子能谱仪和飞行质谱仪等来更为细致得研究炸药的热分解产物和过程。
一般采用非等温动力学的研究研究。
3.1.3 物质热分解时伴随的现象及化学动力学基础知识物质分子受热后，热运动加剧（振动、转动等），在最薄弱的键处发生分子键断裂，表现出以下现象：（1）释放出气体；（2）质量随之减少；（3）除热中性反应（分子重排）外，分解过程中还伴随着热量的变化（吸热或放热）；（4）如果在密闭空间，气压将增加。
根据这些特征可以研究、追踪物质热分解的宏观变化过程—唯象动力学性质。
炸药化学变化的基本形式
炸药化学变化的基本形式
炸药化学变化的基本形式是热分解反应。
这种反应通常是一种燃烧反应，即炸药中的化学物质在受到热能刺激后燃烧，产生大量热能和气体。
炸药中的化学物质包括燃料（如硝酸铵，硝酸铅，硫酸铵）和氧化剂（如铵铜，钾锂，钠铝等）。
在炸药反应中，燃料和氧化剂发生化学反应，产生大量热能和气体。
热分解反应的化学方程式通常是这样的：
燃料+ 氧化剂→产物+ 热能
例如，硝酸铵炸药化学反应的化学方程式是：
4 NH4NO3 + 3 KClO3 →3 N2 + 12 H2O + 6 KCl + 7 O2 + heat
这就是炸药化学变化的基本形式。
但是，炸药中还有很多其他化学成分，如稳定剂，润滑剂，抗氧化剂等，这些物质都会影响炸药的爆炸性能。
炸药反应的速度取决于炸药中化学物质的种类和含量，以及炸药的形态和尺寸。
炸药反应的速度可以通过改变炸药中化学物质的含量或形态来调节。
炸药的爆炸速度可以分为两类：局部爆炸和全局爆炸。
局部爆炸是指只有炸药中的一部分发生爆炸，而全局爆炸是指整个炸药都发生爆炸。
炸药的爆炸效率取决于炸药中化学物质的含量和分布，以及炸药的形态和尺寸。
炸药的爆炸效率越高，炸药产生的能量就越大。
炸药的爆炸危险性取决于炸药中化学物质的种类和含量，以及炸药的形态和尺寸。
炸药中含有的化学物质越危险，炸药的爆炸危险性就越高。
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大热分解反应处的转化率 ａ基本是 相同的， 因此可选择该参照点， 利用 特征温度 Ｔ ｍ的直观性， 来判断反应 速度的变化情况。在 Ｄ Ａ中分别测 Ｔ
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３１ 动力学关系 ． 式的推导 对于含能材料的热分解， 假设在很小的时间间隔内， 非等温反应可近似为等温过程， 反应速率常数 ｋ 与温度
的 用Ａ ｈ ｎｓ 关系 ｒｅ ｉ 公式表示， 力学 ｒ －ｕ 则动 方程为（： ３ ］
作者简介： 高大元（９２ ）男， １ 一 ， 副研究员， 从事炸药的热分析、 ６ 博士， 爆轰和安全性能研究。
（） ７ １ （ ｇ Ｆ
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式（） 对于任何热分解机理，Ｆａ 和 １Ｔ ７ 中， １ （） ／ 呈直线关系。由 ｇ 直线的斜率可得分解活化能Ｅ 由 ， 直线的截 距可求得Ａ 对于某个假设的反应机理， 。 若回归方法求得的Ｅ与Ｏａａ ｚ 公式求得的Ｅ接近， ｗ 且线性相关系数好，
７９ ２９ ７９ ８９ ５０
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扮６ 内Ｊ ４ 乙 月ｊ 只 Ｕ 仲 ６ 月 ，
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１２５ １２６ １２７ １２７
得升温速率１＝ ， ， ／ ｉ时最 ６ ５１ ２ Ｋｍｎ ０ ０ 大热分解速度对应的峰温 Ｔ， ｉ ｍ 由Ｋｓ － ｓｇ 公式计算活化能， ｉｅ ｎｒ 即
１２４ …９４
２ 线性回归法
布氏压力法是经典的炸药热分解量气测量方法， 实验原理借助于一个镰式玻璃薄膜压力计。实验时样品置 于反应空腔内， 将补偿空间和反应空间同时抽空， 熔封样品支管和抽气支管。然后将布氏计置于恒温油浴中， 使 炸药在等温条件下发生热分解反应， 每隔一定时间测定分解放出的 气体产物压力并换算成标准状态下的体积， 由
别进行线性回 归求得Ｅ实验数据和计算结果见表３ ， ．
为 合适的反应机理， 确定 在９为５１， Ｋｎ 的ＴＴ ， ２ ／ｕ ０ ０ ｎ ＡＢ 热失重曲 线上， 分别求取反应深度 ａ ０１ ．， ３０４０５ ＝ ．， ２０ ， ， ， ０ ． ． ．
０ ，７ ．，９ 反 温 ， 得 设的 药 分 反 ．０ ，８ ．的 应 度Ｔ ６ ．０ ０ 再求 假 炸 热 解 应
一一
０ ０ ， ： ： － 此时有： 在动力学分析中， 经常采用 Ｐ函数的级数展开式。含能材料在 ６ ：Ｙ ２ 范围内，
（） ５
１Ｙ ． 一４爵 ｇ ） ３ ０６ ｐ 一２５ ．７ （ １ ５
即１Ｐ Ｙ是１Ｔ ｇ ） ／ 的线性函数。 （ 将式（） ４ 取对数后与（） ５联立可得Ｏａａ ｚ ｗ
衰１ Ｈ９３ Ｇ － 炸药商温时的延滞期和线性拟合结果 ２
很度 ｒ
／ ℃
１０ ０ １０ １ １Ｔ ／
表２ Ｈ９３ 药７ 一０９温度的 Ｇ － 炸 ０ １ ０ ２ ０ 贮存寿命
温度
ｒ ℃ ／
ｘ ０， １一
２６ １ ．８ ２６ １ ．１
２５４ ．４
延滞期 内
一１２ ３０
ｌ Ｊ・ ｏ一 ｇ ｔ Ｅ ｋ ｍ ｌ， ／
２０９ ．４ ２ １ ４ ７ ３ ４ ． ７ １ １ ．７ ７
２ ２ ２． ３
贮 存 寿命 方 程
贮存期
ｔｄ ／
７０ ７５ ５０ ８５ ０ ９５
６ ２ ． ４ ０ ７２ ．９
１６ ５ ５５ ６３ ５１ ２９ ７３
Ｒ 理 气 数，・ｏ ‘ Ｋ’ 为 为 想 体常 Ｊ ｍｌ ・ 一 Ｔ 温度， ｏ 一 ； Ｋ 若 温 率 定， Ｔｄ＝Ｋ・ ｉ ‘ 式（） 分 恒 且ｄ／ｔ ｍ 一 由 ２积 得： 升 速 为 ， Ｇ ｎ 时，
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一１
截距
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一 ９ ８ １３ ６ １ ．２
增
刊
含
能
材
料
３７ ０
炸药热分解动力学研究及其应用’
高 元 董 山李 涛何 碧 大 ，海 ，波 ，
（ 中国工程物理研究院化工材料研究所， 四川 绵阳 ６１０ ） ２９０
摘 介绍了分别通过布氏 要： 压力法试验、 热失重试验（Ｇ 、 Ｔ ）差热分析（Ｔ ） 差示扫描量热分 ＤＡ 和 析（Ｓ）用线性回 ＤＣ ， 归法、ｚ ａ Ｋ ｓｇ 法和两点法获得炸药热分解动力学参数活化能Ｅ和 Ｏａ 法、ｉｉ ｅ ｗ ｓｎ ｒ 指前因子Ａ热分解机理函 ｆ ） 及动力学方程的基本原理和计算方法， 、 数．ａ 以 （ 研究了Ｇ － ３Ｒ Ｘ Ｈ９ ， ， ２ Ｄ ＴＴ 和Ｅ（Ｔ ） 炸药的热分解动力学， ＡＢ ｕＮＯ３７ ． 玩０ 获得了动力学参数、 机理函 数和动力学方程。 关 询： 热分解； ， 炸药； 反应机理； 动力学方程
分 气 体 与 应 时 ， 曲 求 各 验 度 的 解 率 数ｋ根 ｒｎ。 式ｋＡ 。， 解 体 积Ｖ 相 的 间 的 线 得 实 温 下 分 速 常 。 据Ａｈｉ公 ＝ ・ 从 ｒｕ ｅ 奇
Ｉ 一 ／ 关系计算出表观活化能Ｅ和指前因子Ａ ｎ １Ｔ ｋ ａ 炸药热分解气体对炸药的 加速热分解作用， 并非开始就发生， 而是热分解气体积累到一定数量后才发生的， 即炸药在达到加速热分解反应前， 有一诱导期： ， 其诱导期随温度降低而变长。用达到加速反应所需的诱导期时 间来表示炸药寿命， 由炸药热分解反应动力学方程和Ａｒ ｎ ｓ ｒｅｉ 公式可推得： ｈ ｕ
１ 前
言
炸 分 应 力 研究 火 药 作 非常 反 动 学 是 炸 工 者 关注的 领域， 研究者曾 大 作〔’对 评 药热 解 研究 许多 作了 量工 ’１ 于 一，
价炸药的热行为， 研究反应机理起着重要作用。布鲁屯压力计法、 热失重试验、 差热分析和差示扫描量热分析都 是传统的炸药热分析方法， 过去主要用这些热分析方法研究炸药的热性能以及与接触材料的相容性。近年来， 随 着计算机应用和计算数学的发展， 以较快的试验速度、 获得准确的试验数据是非等温炸药热分解反应动力学研究 的热点。本文通过不同温度下的布氏压力法试验、 不同升温速率的Ｔ ＤＡ以及 ＤＣ分析， Ｇ和 Ｔ Ｓ 用炸药热分解反 应动力学方程和Ａｒ ｎ ｓ ｒｅｉ 公式对试验数据进行大量的计算处理以及对各种反应模型进行模拟， ｈ ｕ 求解出合理的动 力学参数活化能和指前因子、 热分解机理函数以及动力学方程， 求解出炸药的热性能数据和长贮性能数据。
Ｅ
ｉ ＝互 万 一ｇ ｇ ｒ 丽丽 ｉ ｎ 线性拟合， 直线斜率求活化能Ｅ截距求指前因子Ａ并可从高温加速老化实验结果外推计算出 将 Ｉ 对 １Ｔ ｇ ／ ｉ 由 ， ， 较低温度下的 贮存寿 表１ Ｈ９ 炸 命。 为Ｇ －３ 药在１ ，０１ ℃布式压力法延滞期实测值和线性拟合得热分解动力 ２ ０ １ ，０ ０１ ２ 学参数活化能Ｅ 和指前因 ， 此可 子Ａ 由 外推计算出７ 一０℃温度范围Ｇ －３ ０１ ０ Ｈ９ 炸药的 ２ 贮存寿命见表２ ０
增
刊
含
能
材
料
３９ ０
４ ｉｉ ｅ 法 Ｋｓｎ ｒ ｓｇ
根据 Ｋｓ ｇ ｎｅ提出的特定反应 ｉｉ ｒ ｓ
表３ Ａ Ｂ的热分解活化能计算数据 Ｔ Ｔ
反应深度
“ ／％
０
１
…
反应温度／ Ｋ
活化能 Ｅ
机 理模式〔， ’ 在不同 〕 升温速率下， 最
０
几
６ ／， ｍ 一 ＝０ ４ ０８ ｍｎ １ ５Ｋ・ ｉ ， 刀 １ｎ Ｋ・ ｉ ’尹 ２／ ０ 二 咤 ０ ４０ ｎ ／ 一 ＝ Ｋ・ ０ ６１７ ．
机理常见函数的相应 １ （ ） １Ｔ ｇ ａ ／ 线性回归分析。结果表 Ｆ 对 图１ Ｔ 在不同升温速率的热失重曲 Ｔ Ｂ Ａ 线 明， ／ 回 与１Ｔ 归所得Ｅ ｚ ａ 及Ｏａ 公式求得Ｅ ｗ 最接近， 见表４ ０ ， 反应机理函数的微分形式为： 由 线性回 归分析结果可知，Ａ Ｂ的热分解属于ｎ ２３ ＴＴ 二／ 的成核和 核生长机理
则可判断为热分解的反应机理。
３２ 应用实例 ．
从ＴＴ 不同Ｒ 热 重曲 的 失 线上（ ＡＢ 见图１ ＝． ２ ． ） 取ａ １ ． ０， ， ０ ０
３ ，５ ．０ ，８ 的 应 度，式（ 对ｌ－／） ，４ ．０ ，７ ，９ 反 温 由 ６ ｇ（ Ｔ分 ０ ０ ，６ ．０ ０ ． ． ． ） ｏ１
ｅ一 ； Ｙ： ＿ 厂＿ 则 ｙ ｅ ｙ ｄ ＝ ＇） Ｅ Ｔ 尸 Ｔ为 ｏ 反应开始的 温度， 此时反应速率小， 可忽略不计， （）＝１ ｆａ ， ＿ （ 令Ｆａ ０ （ ）ｙＲ Ｙ