高能氧化剂ADN热分解特性及防吸湿研究

论文摘要

二硝酰胺铵（ADN）是一种新型的含能氧化剂,它具有较高密度、氧含量、能量高和燃烧产物洁净等优点,是目前常用的氧化剂高氯酸铵理想的替代品。通过TG及DSC实验,对高能氧化剂ADN进行了热分解研究,讨论了不同升温速率、氮气流量、水分、合成中间体AUN及硝酸铵对其分解过程的影响,并利用model-free isoconversional方法模拟得出了ADN分解过程的活化能曲线。同时进行了ADN热稳定剂的选择工作,确定了数种可以明显提高ADN起始热分解温度的稳定剂,其中4#稳定剂可将质量损失3%时的温度提高16℃。研究了复合固体推进剂中常用的多种燃速催化剂,如Cu、Fe、Ca及铵盐类近10种燃速催化剂对ADN热分解的催化作用,同时研究了各类催化剂对ADN热分解的催化机理。其中Cu类催化剂对ADN催化效果最为显著,其催化机理为凝聚相催化;铵、Ca类催化剂对ADN的分解起抑制作用,提高了ADN的分解峰温和活化能。测定了ADN在不同温度、湿度及吸湿时间条件下的吸湿性。提出了ADN理论饱和吸湿的概念,并求出了各种条件下的理论饱和吸湿值和到达该值所需的吸湿时间。讨论了ADN的吸湿机理,以此为基础,开展了ADN防吸湿研究。结果表明,采用十八烷胺及石蜡两种包覆材料对ADN进行包覆处理,可降低其15-25%的吸湿性。通过TG及DSC实验,对高能氧化剂ADN与推进剂中常规组分进行了相容性研究。结果表明,ADN与一般的推进剂组分具有好的相容性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 概述
• 1.2 ADN的合成
• 1.3 ADN的热分解及热稳定性
• 1.4 ADN的燃烧性能
• 1.5 研究意义及主要研究内容
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.3 技术途径
• 第二章 实验方法
• 2.1 差示扫描量热（DSC）
• 2.2 热重-差热分析（TG-DTA）
• 2.3 催化实验
• 2.4 相容性实验
• 2.4.1 相容性评价原则
• 2.4.2 峰温改变量的计算
• 2.4.3 表观活化能改变量的计算
• 2.4.4 表观活化能的求取
• 2.4.5 其它组分
• 2.5 吸湿性研究方法
• 第三章 ADN的热分解及热稳定性研究
• 3.1 实验结果与讨论
• 3.1.1 升温速率对ADN热分解的影响
• 2流量对ADN热分解的影响'>3.1.2 N₂流量对ADN热分解的影响
• 3.1.3 ADN热分解的动力学研究
• 3.1.4 AN对ADN热分解的影响
• 3.1.5 AUN对ADN热分解的影响
• 3.1.6 水含量对ADN热分解的影响
• 3.1.7 稳定剂对ADN热分解的影响
• 3.2 本章小结
• 第四章 燃速催化剂对ADN热分解作用研究
• 4.1 结果与讨论
• 4.1.1 Cu、Fe类催化剂
• 4.1.2 铵、Ca类催化剂
• 4.2 本章小结
• 第五章 ADN的相容性
• 5.1 实验
• 5.1.1 易升华或挥发的组份测试
• 5.1.2 难升华或难挥发的组份测试
• 5.2 测试结果
• 5.2.1 易挥发、易升华组份的测试结果
• 5.2.2 不易升华或挥发组份的测试结果
• 5.2.3 结果处理
• 5.3 本章小结
• 第六章 ADN的吸湿性及防吸湿研究
• 6.1 ADN吸湿性实验
• 6.1.1 数据处理
• 6.1.2 分析与讨论
• 6.2 ADN的防吸湿研究
• 6.2.1 包覆方法
• 6.2.2 包覆后吸湿性
• 6.3 本章小结
• 第七章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果