懸浮噴霧干燥技術制備核殼復合含能材料及性能表征.pdf

1、當今戰(zhàn)場環(huán)境變化的日新月異，對含能材料的性能提出了越來越高的要求。這就要求含能材料的研究熱點朝著高能、鈍感和高可靠性的方向發(fā)展。國內外一些研究表明，采用合適的材料對含能材料進行核殼包覆可以顯著提高炸藥的安全性能。目前核殼包覆的方法很多，但各有不足之處，而噴霧干燥以干燥時間短、對流傳質速度快、制備的晶體球形度比較高等優(yōu)點被廣泛應用于含能材料的改性。因此，研究噴霧干燥技術對含能材料的核殼包覆具有良好的使用價值和發(fā)展前景。本論文的主要工作如下

2、：
　?。?）通過對數值分析、數值傳熱學和計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，簡稱為CFD）理論的應用研究以及對計算流體力學軟件Fluent的運用，對噴霧干燥過程進行數值模擬。通過改變噴霧干燥的相關工藝參數（入口溫度、壓強、進料速率）來研究顆粒在干燥塔內的運動軌跡、停留時間和顆粒直徑等。通過分析模擬結果獲得噴霧干燥的優(yōu)化工藝條件:入口溫度在353～358K（80～85℃）之間，進料速率在4.5～

3、6.0mL/min之間，壓強在0.6～0.8MPa之間。
　?。?）采用超聲噴霧技術對CL-20進行細化。研究了噴頭直徑、超聲、溶液濃度、攪拌速度等因素在重結晶過程中對CL-20顆粒粒度的影響。超細CL-20的優(yōu)化工藝條件為：噴頭直徑0.5mm、細化量3g、壓強0.6MPa、攪拌時間30min、攪拌速度400r/min、溶劑與非溶劑的比例為1:7，溶液0.3g/mL。超細C L-20呈橢球形或球形，中值粒徑為597.6nm，晶型為

4、ε型。和原料CL-20相比，特性落高（H50）從19.20cm升高到28.12cm。
　　（3）結合超聲噴霧細化技術和噴霧干燥技術，提出用懸浮噴霧干燥法制備核殼型復合含能材料。通過動態(tài)接觸角實驗求得CL-20與粘結劑的表面張力和粘附功等，選擇Estane作為粘結劑對CL-20進行包覆。通過比較包覆效果來優(yōu)化工藝條件。優(yōu)化工藝條件下包覆樣品的撞擊感度顯著降低，熱安定性有所提高；包覆后的CL-20晶體為ε型，用XRD內標法測得樣品中ε

5、型相純度的平均值為95.02％。
　?。?）分別用F2602、Estane和Viton為包覆劑對超細HMX進行核殼包覆。探討了入口溫度、進料速率和料液濃度等懸浮噴霧干燥工藝條件對核殼復合含能材料形貌的影響。利用掃描電子顯微鏡（Scanning electron microscopy，簡稱為SEM）、激光粒度分析儀和撞擊感度儀表征了樣品的形貌、粒度和撞擊感度。結果發(fā)現各種參數的選擇與核殼復合材料粒徑密切相關，其中以料液濃度對微球粒徑