一、 毕业设计课题名称
几种添加剂对RDX热分解特性的影响研究
- 选题的科学意义和应用前景
含能材料一般都具有高能量、高密度、在短时间内能释放大量能量等共性。含能材料的反应机理等相关问题与其在生产、储存、运输、起爆等过程中的安全性有着密切的联系。在国防和商业领域，含能材料都得到了广泛的应用。研究其在爆炸热分解过程中的反应机理不仅能深化研究者对含能材料本身特性的理解，还有利于进行安全预防与应用，从而研制出具有更好性能的炸药配方。同时，热分析技术具有快捷简便、准确度高以及适用范围广的特点,在含能材料的热分解动力学相关研究中发挥重要作用。
本课题使用的含能材料为黑索今，是英文Hexogeon的译称，学名环三亚甲基三硝胺，缩写RDX，是一种军用高能炸药。形态上是无臭、无味、白色粉末结晶，密度1.816g/cm3，爆速在密度为1.7g/cm3时达8350m/s。作为一种高能炸药，其具有威力大、猛度高、化学安定性好等优点，广泛用于制造雷管、传爆药和导爆索。钝化黑索今以及由黑索今制成的混合炸药用于炮弹、航弹、火箭(导弹)战斗部以及鱼雷、水雷等爆炸威力大的炸药装药，并在高能发射药和推进剂中作为一种组分获得应用。目前RDX的环境污染及成本等诸多因素严重制约其发展和应用，直接法生产所产生的废酸也成为重要污染来源之一。
本课题拟采用差示扫描量热（DSC）、绝热量热（ARC）、快速筛选量热（RSC）三种测试方法研究不同添加物对RDX的热分解特性影响，并进行量热测试，分析获得其动力学参数，获得不同体系混合物的热分解特性。上述研究成果可以为RDX配方设计、储运过程等安全提供基础数据，提高上述过程的安全化水平。
- 文献综述
首先从本课题涉及的主要物料开始。
彭莉娟等学者在其文章中对RDX的性质进行了简要介绍[1]。黑索金（RDX）为白色结晶固体，在空气中能完全燃烧，而且能发出明亮的火焰，大量黑索金燃烧或在密闭条件下，都能由燃烧导致爆轰；其化学性质比较稳定，遇明火、高温、震动、撞击、摩擦能引起燃烧爆炸。RDX作为一种爆炸力极强大的烈性炸药，比TNT猛烈1.5倍，并广泛用于装填各种军用弹药。民用中则用于装填雷管、导爆索及制作起爆药等。由于其在当今科技社会中广泛的应用，可见对黑索今的研究意义重大、影响深远。
在黑索今的制备工艺上，邓国栋等学者对超细黑索今(RDX)的安全连续批量生产问题进行了探讨[2],提出了采用卧式搅拌球磨机制备超细RDX粉体的工艺方法,介绍了卧式搅拌球磨机粉碎原理,详细分析了卧式搅拌球磨机搅拌器转速、研磨时间、磨球种类、介质球填充率及RDX浆料浓度等工艺参数对超细RDX粉体产品粒度的影响，为黑索今的安全高效生产提供可行思路。钱华等学者创新性地开发了以乙腈/三聚甲醛为原料合成1,3,5-三乙酰基-均-三嗪（TRAT），再硝解制备黑索今(RDX)的工艺[3]。该工艺简单、易于控制，废酸污染小，有望应用于工业化生产。石煜学者[4]研究了以乌洛托品(HA)为原料，在新型硝化剂N2O5/HNO3中合成RDX的方法，同时对其机理进行探讨，考察反应温度、反应时间、五氧化二氮用量和硝酸用量等因素对反应的影响。
在黑索今纯度标准确定的方向上，张皋等学者[5]通过重结晶法制备出均匀性合格的军用纯度标准物质黑索今候选物,采用'杂质减除法'对标准物质进行定值,用电位滴定法对定值结果进行验证。RDX标准物质的纯度值为99.69%,其扩展不确定度0.03%(k=2)。
在黑索今混合物的研究领域，为了研究黑索今（RDX）基含硼（B）炸药的能量特性,黄亚峰[6]等学者采用GJB772A-1997方法，对7种含硼粉的RDX炸药的爆热进行了测试并进行了理论计算。结果表明,硼粉含量为8%~20%时,混合炸药的爆热与硼粉含量之间存在线性关系,硼粉能够提高混合炸药的爆热，然而当爆热值达到最大后,随硼粉含量的增加,爆热值减小。金韶华等[7]两位学者利用差热分析（DTA）技术研究了黑索今（RDX)、奥克托今（HMX）和某些阻燃型添加剂（FPA）二元混合体系的热分解唯象动力学，求得了唯象动力学能量E、A、K，同时分析了400℃时，不同压力下反应速率常数ｋ与燃速抑制系数Ｋ间的线性关联性。
