纳米铝粉对奥克托今粉尘爆炸性能的影响研究

摘要

奥克托今是非常常见含能材料之一，被广泛用于军事和民用当中。它具有高爆速、高密度，较强的耐热性，经常使用在混合炸药、高能发射药、固体推进剂、复合推进剂等方面。铝粉具有非常高的氧化热及来源广泛的优点，且后燃烧效应十分强大，已经作为高热值金属可燃剂在含铝炸药、温压炸药等高威力混合炸药配方中得到了广泛应用，且纳米级的铝粉具有更高的燃烧效应，因此研究纳米铝粉对奥克托今的爆炸性能影响也十分有意义。
　　本试验主要研究了不同奥克托今粉尘浓度、粒径条件下奥克托今尘最小点火能、爆炸下限的变化规律，同时也研究了纳米铝粉对奥克托今爆炸性能的影响规律。
　　试验中共选取了7μm，38μm，70μm三种粒径奥克托今和50nm、200nm、800nm的纳米铝粉进行试验，得出相关结论如下：
　　（1）粉尘浓度是影响奥克托今最小点火能的主要因素之一，奥克托今的最小点火能随着粉尘浓度的增加，先减小后增大，存在浓度极值。极值时的奥克托今浓度为750g/m3，此时三种粒径的奥克托今对应的最小点火能分别为25.9mJ、73mJ、102mJ。三种粒径奥克托今最小点火能拟合曲线呈线性关系，7μm奥克托今的敏感浓度和最小点火能值都为最小，分别为757.3g/m3和28.92mJ。粉尘粒径对于奥克托今粉最小点火能的影响也十分显著，随着奥克托今粉粒径的增大，对应粉尘浓度下的最小点火能值也在不断升高。试验中拟合得到了7μm、38μm、70μm三种粒径的奥克托今尘最小点火能的变化曲线，经计算得到其敏感浓度分别为757.3g/m3、741.827g/m3、742.926g/m3，对应的最小点火能为28.92mJ，84.881mJ，109.78mJ。
　　（2）在固定点火能量条件下，对7μm、38μm、70μm三种粒径奥克托今粉的爆炸下限进行了测定，其结果分别为145g/m3、170g/m3、210g/m3，可以看出，随着奥克托今粉粒径的增大，爆炸下限也在不断的升高，出现此种情况与粉尘的比表面积和分散情况有关。
　　（3）本试验选取了50nm、200nm、800nm的铝粉，研究了铝粉的粒径和含量对奥克托今最小点火能、爆炸下限的影响。铝粉的比例从20％升到40%时，混合粉尘的最小点火能呈下降趋势，从99.4mJ下降到73mJ。之后，随着铝粉的含量的逐渐增加，混合粉尘的最小点火能呈上升趋势，主要是由于奥克托今相对含量和铝粉潮湿结块减少所致；当铝粉的粒度分别为50nm、200nm、800nm时，混合粉尘的最小点火能逐渐增大，主要原因是铝粉的比表面积随着尺寸的增大而减小，能量释放少且慢导致供应不足；在一定的铝粉浓度范围内，铝粉浓度越高，奥克托今的爆炸下限就越低铝粉粒度的增大，混合粉尘的爆炸下限也变大，分析原因与点火能增大类似。铝粉含量在一定范围内增多时，HMX的爆炸下限会出现降低的现象。

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1 引言

1.1课题研究目的及意义

1.2 国内外研究概况

1.3 含铝炸药

1.4本文研究内容

2 粉尘爆炸相关基本理论研究

2.1粉尘爆炸

2.2 爆炸下限

2.3 最小点火能

3 实验装置及测试方法

3.1实验设备

3.2测试方法

4 HMX粉尘爆炸性能的测试研究

4.1实验

4.2 HMX粉尘爆炸特性测试研究

5 纳米铝粉对HMX粉尘爆炸性能影响研究

5.1 纳米铝粉对HMX粉尘最小点火能影响研究

5.2 纳米铝粉对HMX粉尘爆炸下限的影响研究

6结论与不足

6.1 本试验的主要结论

6.2 本试验的不足

参考文献

攻读硕士期间发表的论文情况

致谢