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BTATz-Pb复合物对双基和RDX-改性双基推进剂的热行为、非等温动力学及燃烧性能的影响
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]西北大学化工学院,陕西省物理无机化学重点实验室,西安710069, [2]西安近代化学研究所,燃烧与爆炸技术重点实验室,西安710065, [3]故宫博物院文保科技部,北京100009
  • 相关基金:国家自然科学基金(21101127,21073141),中国总装预研基金(9140A28020111BQ3401)及中国总装预研基金(A3120110005)资助项目
中文摘要:

制备了含3,6-双(1-氢-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪(BTATz)铅复合物(LCBTATz)的双基(DB)推进剂和黑索今(RDX)-改性双基(CMDB)推进剂.采用热重.微商热重法(TG.DTG)及差示扫描量热法(DSC)研究了其热分解行为和非等温分解动力学,并在此基础上评价了其热安全性.结果表明,LCBTATZ-DB复合物中在350—540K之间只存在一个放热分解峰。LCBTATz-CMDB复合物中存在两个连续的放热分解峰,在390—540K温度范围内,其机理方程分别为:f(α)=α-1/2和f(α)=2(1-α)3/2.计算了热加速分解温度(T_SADT)、热爆炸临界温度(Tb)、热点火温度(T_TIT)和绝热至爆炸时间(t_Tlad),其值分别为:DB001复合物,T_SADT=444.50K,T_TITT=453.96K,Tb=471.84K:t_Tlad=39.36s:CMDB100复合物,T_SADT=442.38K,T_TITT=452.89K,Tb=464.13K,t_Tlad=21.3s,并以此来评价化合物的热安全性.考察了LCBTATz-DB以及LCBTATz-CMDB的燃烧性能,结果表明LCBTATz是一种高效的双基燃烧催化剂,在较大的压力范围内可以显著提高燃速并且大幅度降低压力指数.对于双基推进剂在2—8MPa压力范围内出现了明显的超燃速现象,8-12MPa出现了“麦撒”效应,对于改性双基推进剂的压力指数降到0.18.

英文摘要:

The composite double base (DB)/hexogen (RDX)-modified double base (CMDB) propellants (Nos. DB001 and CMDB100) were prepared with the lead complex of 3,6-bis(1H-1,2,3,4-tetrazol-5-yl- amino)-1,2,4,5-tetrazine (LCBTATz), with and without the ballistic modifier. Their thermal behaviors and non- isothermal decomposition reaction kinetics were investigated by therrnogravimetry, derivative thermogravimetry (TG-DTG), and differential scanning calorimetry (DSC). For the LCBTATz-DB propellant, there was onemass loss stage in the TG curve and one exothermic peak in the DSC curve over the temperature range 350-540 K. For LCBTATz-CMDB, there were two continuous exothermic stages in the TG curve, and only one corresponding exothermic peak in the DSC curve over the range 390-540 K. The exothermal decomposition reaction mechanisms of LCBTATz-DB and LCBTATz-CMDB follow the functions f(α)=α-1/2 and f(α)=2(1-α)3/2, respectively (α: conversion degree). The self-accelerating decomposition temperatures (TSADT), thermal ignition temperatures (T_TITT), critical temperatures of thermal explosion (Tb), adiabatic times- to-explosion (t_Tlad), and thermodynamic parameters of activation reaction were calculated, and the thermal safety was evaluated. For DB001, T_SADT=444.50 K, T_TITT=453.96 K, Tb=471.84 K, and t_Tlad=39.36 s. For CMDB100, TSAOT=442.38 K, T_TITT=452.89 K, Tb=464.13 K, and t_Tlad=21.3 s. As a high-efficiency combustion catalyst, LCBTATz in double-base propellants increases the propulsion rate and reduces the pressure index for larger scale pressures. This makes the DB propellant appear to have a significant super burning effect at 2-8 MPa and a "mesa effect" at 8-12 MPa. Meanwhile, the pressure exponent of the CMDB propellant decreased to 0.18.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781