CL-20的熱膨脹特性及其降感技術(shù)研究.pdf

1、高能量密度、低感度是現(xiàn)代含能材料追求的目標(biāo)，但能量與安全性存在本質(zhì)矛盾，能量越高、安全性越差。隨著武器的發(fā)展，提高主炸藥安全性及環(huán)境適應(yīng)性成為今后武器發(fā)展的重點(diǎn)。CL-20是目前能量密度最高的單質(zhì)炸藥之一，但由于較高的機(jī)械感度導(dǎo)致其應(yīng)用受到限制。而 LLM-105屬于高能量低感度炸藥，對 CL-20進(jìn)行降感時能夠保證降低感度的同時仍具有較高的能量。本論文主要開展了以下幾方面工作：
　?。?）利用重結(jié)晶方法制備了α-、β-、ε-、γ

2、-四種晶型，基于原位XRD技術(shù)及Rietveld精修方法分別探索了這四種晶體的熱膨脹特性，結(jié)果表明，無水α-CL-20熱膨脹系數(shù)分別為αa=2.80×10-5℃-1、αb=5.26×10-5℃-1、αc=7.23×10-5℃-1、αV=15.39×10-5℃-1。β-CL-20的熱膨脹系數(shù)分別為αa=5.35×10-5℃-1、αb=1.48×10-5℃-1、αc=6.61×10-5℃-1、αV=13.52×10-5℃-1。ε-CL-20

3、的熱膨脹系數(shù)分別為αa=4.95×10-5℃-1、αb=4.91×10-5℃-1、αc=4.40×10-5℃-1、αV=13.50×10-5℃-1、αβ=1.43×10-5℃-1。γ-CL-20的熱膨脹系數(shù)分別為αa=8.72×10-5℃-1、αb=7.51×10-5℃-1、αc=6.38×10-5℃-1、αV=11.80×10-5℃-1、αβ=3.70×10-5℃-1。四種晶型均為線性膨脹，其中，ε-CL-20表現(xiàn)出近各向同性膨脹，而

4、α-、β-和γ-CL-20表現(xiàn)出明顯的各向異性膨脹，熱膨脹現(xiàn)象的不同主要由晶體的晶胞堆積方式不同造成。此外，不同含水量的α-CL-20晶體的熱膨脹現(xiàn)象不同，α-CL-20·1/2H2O與α-CL-20·1/4H2O顯示不可逆線膨脹，而無水α-CL-20顯示可逆線性膨脹，產(chǎn)生差異的原因與水分子和CL-20分子之間的氫鍵作用有關(guān)。
　?。?）以[Bmim]BF4和[Bmim]CF3SO3兩種離子液體為溶劑，使用溶劑/非溶劑法對LLM-

5、105進(jìn)行重結(jié)晶，制備了矩形實(shí)心棒狀、有孔、片狀三種不同形貌的 LLM-105晶體，通過調(diào)整結(jié)晶條件可控制LLM-105晶體的形貌及尺寸。三種不同形貌的LLM-105晶體與原料晶體結(jié)構(gòu)相同，但晶體的晶習(xí)發(fā)生改變。具有完整矩形棒狀結(jié)構(gòu)的LLM-105晶體的最大放熱峰值及起始分解溫度相對于原料分別提高了約10℃和40℃，熱穩(wěn)定性最好，而具有較多晶體缺陷的片狀晶體或端部被腐蝕的晶體，熱穩(wěn)定性最差。
　?。?）用溶劑-非溶劑重結(jié)晶法，實(shí)現(xiàn)