超细硝酸钾粉体的制备及其性能的研究

摘要

硝酸钾(KNO3)是点火药中常用的氧化剂，它具有良好的热稳定性和化学稳定性。研究表明，点火药中的KNO3随着粒度的减小，燃烧时会有更高的燃烧效率而促使燃速增加。本文采用气流粉碎法制备超细KNO3粉体，由于KNO3经超细化后，粉体的比表面积会不断增大，极易吸潮团聚，又要对其进行防结块性能的研究。主要内容如下:
　　首先，运用GQF-1扁平式气流粉碎机对原料KNO3进行气流粉碎，研究了气流粉碎法制备超细KNO3的工艺:粉碎次数、气流压强、进料速度等因素对超细化效果都有影响，通过实验摸索，确定了以上实验参数。SEM和粒度表征表明:原料KNO3不规则，粒径为180μm左右，而制备的超细KNO3呈类球形，粒径大约为2.5μm，说明气流粉碎机对原料KNO3的粉碎效果良好。
　　其次，用十八烷胺对超细KNO3粉体进行液相包覆和气相包覆处理，对其进行表面改性的研究，用这两种方法进行对比。研究表明，用1.0％和1.5％十八烷胺液相包覆的超细KNO3粉体，在18d后，吸湿率比超细KNO3粉体分别降低了5.65％和6.70％;用1.0％和1.5％十八烷胺气相包覆的超细KNO3粉体，在18d后，吸湿率比超细KNO3粉体分别降低了5.30％和6.36％。由此可以说明液相包覆法比气相包覆法的效果好。
　　最后，用溶剂/非溶剂制备出超细KNO3/B复合粒子，对其进行热力学与动力学的研究，并且还进行感度的研究。结果表明，与简单混合原料KNO3+B、简单混合超细KNO3+B相比，超细KNO3/B复合粒子的表观活化能分别提高了428.54 KJ/mol、133.91 KJ/mol，热爆炸临界温度分别降低了37.8℃、26.0℃。超细KNO3/B复合粒子撞击感度降低了206.07％，摩擦感度降低了20％。由此说明超细KNO3/B复合粒子在低温下相对稳定，比较钝感。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 含能材料超细化的制备方法

1．2．1 化学法

1．2．2 物理法

1．3 超细KNO3粉体的团聚结块

1．4 超细含能材料表面改性方法

1．4．1 机械力化学改性

1．4．2 表面聚合物接枝改性

1．4．3 胶囊化改性

1．4．4 分子自组装改性

1．4．5 液相包覆改性

1．4．6 气相包覆改性

1．5 本文主要研究内容

2 超细KNO3粉体的制备

2．1 引言

2．2 实验试剂、实验仪器及设备

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器及设备

2．3 气流粉碎机制备超细KNO3粉体

2．3．1 气流粉碎机的原理

2．3．2 超细KNO3的机械粉碎机理分析

2．3．3 气流粉碎机的结构

2．4 实验过程

2．4．1 主要原材料

2．4．2 实验方法

2．5 结果与讨论

2．5．1 工艺参数对KNO3的影响

2．5．2 X射线衍射仪(XRD)分析

2．5．3 差示扫描量热法(DSC)分析

2．6 超细KNO3制备过程中的问题

2．6．1 静电问题

2．6．2 噪声问题

2．7 本章小结

3 超细KNO3粉体的防结块研究

3．1 引言

3．2 超细KNO3粉体的结块机理与改性原理

3．2．1 超细KNO3粉体的吸湿机理

3．2．2 超细KNO3粉体的改性原理

3．3 实验部分

3．3．1 实验试剂、实验仪器及设备

3．3．2 实验方祛

3．4 结果与讨论

3．4．1 吸湿率分析

3．4．2 粒度测试

3．4．3 接触角测试

3．4．4 扫描电镜(SEM)分析

3．4．5 红外(FTIR)分析

3．4．6 差示扫描量热法(DSC)分析

3．5 本章小结

4 超细KNO3／B复合粒子的制备及热分析行为的研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂、实验仪器及设备

4．2．2 实验方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 扫描电镜(SEM)分析

4．3．2 超细KNO3／B复合粒子的红外(FTIR)分析

4．3．3 简单混合KNO3+B和超细KNO3／B复合粒子的XPS分析

4．3．4 三种复合物的热力学和动力学研究

4．3．5 三种复合物的热爆炸临界温度

4．4 三种复合物的感度研究

4．4．1 撞击感度

4．4．2 摩擦感度

4．4．3 超细KNO3／B降感原因分析

4．5 本章小结

5 结论与展望

5．1 全文结论

5．2 主要创新点

5．3 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间参加的科学研究情况