硝酸铵与乳化炸药典型组分混合物的热分解特性研究

摘要

本文采用动态氮气气氛研究了分析纯AN，工业AN的热分解动力学规律，以及工业炸药的主要成分NaNO3、NaCl、H2O、油、木粉、NH4Cl、Al等物质对AN的热分解特性的影响，描述了混合前后的热分解动力学过程，并求出了混合前后体系的活化能E(kJ/mol)，指前因子A(s-1)和动力学机理函数(f(α))，也给出了各体系在某一特定温度下的热分解速率常数κ(s-1)以及热分解起始温度Ti(K)等。在理论上推算了二级煤矿许用乳化炸药的热爆炸临界温度TB(K)和开始放热到热爆炸温度临界点的延滞期tB(s)。

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1绪论

1.1乳化炸药以及硝酸铵(AN)热分解的研究现状

1.1.1炸药热分解的一般规律

1.1.2 AN热分解的化学反应机制——分解化学

1.2炸药热分解的研究方法

1.3炸药相容性的研究方法与评价标准

1.4研究目的、意义以及研究方法

2热分析动力学理论

2.1概述

2.2热分析动力学方程

2.3热分析动力学机理函数

2.4热分析动力学存在的问题与误差分析

2.4.1热分析动力学存在的问题

2.4.2热分析动力学的误差

2.5实验研究中采用的热分析动力学方法

3实验理论

3.1热分析技术简述

3.2实验原理简介

3.3热分析实验条件产生的误差分析

3.3.1升温速率对炸药热分解的影响

3.3.2气氛对炸药热分解的影响

3.3.3实验样品对炸药热分解的影响

3.3.4实验仪器条件产生的影响

3.4 SDT-2960型热分析仪简介

3.5实验方案的确定

3.6实验样品的制备

3.7实验条件

4乳化炸药的热分解动力学研究

4.1 AN和工业AN的热分解动力学研究

4.2 AN与乳化炸药基本成分混合体系热分解特性的动力学研究

4.3本章小结

5乳化炸药的热分解以及热爆炸临界条件的研究

5.1二级煤矿许用乳化炸药的热分解动力学研究

5.2二级煤矿许用乳化炸药的热爆炸和爆炸延滞期

5.2.1工业炸药热爆炸基本理论

5.2.2非定温条件下热爆炸临界温度和爆炸延滞期的估算

5.3二级煤矿许用乳化炸药热爆炸温度临界点和延滞期的估算

6结论与建议

6.1 AN、AN混合体系和乳化炸药的热分解规律

6.2相容性评价

6.3实验中存在的问题以及建议

6.3.1实验中存在的问题

6.3.2对今后工作的建议

参考文献

附表1：常用的动力学机理函数

附表2：不同升温速率β下各分解率α的温度T

附表3：AN/A1混合体系在特定分解率下的温度T/K

附表4：各体系起始加速热分解温度T

附TG图

致谢