CL-20/多孔生物质碳复合材料的热分解动力学及反应机理研究

作     者：范子君 安二海 秦清风 李庆霞 邓鹏 施胜楠 曹雄 

作者机构：中北大学环境与安全工程学院 陕西应用物理化学研究所应用物理化学实验室 

出 版 物：《兵器装备工程学报》 (Journal of Ordnance Equipment Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金资助(21975227) 2022年中北大学研究生教育创新项目资助(20221862) 

主　　题：CL-20 生物质碳 界面作用 热行为 机械感度 

摘      要：通过溶剂挥发法将六硝基六氮杂异戊兹烷（CL-20）引入多孔生物质碳（pbC）中，制备了CL-20/pbC复合材料。研究了该复合材料的热分解行为，并采用Kissinger、Ozawa和?atava-?esták方法分别计算了动力学参数及机理函数，同时结合热重-质谱联用（TG-MS）技术进一步分析了CL-20/pbC的热分解机制。研究发现，CL-20/pbC的热分解峰温和活化能分别降低了2.4～4.4 ℃和14.06～14.73 kJ·mol-1，表明pbC具有较好的催化活性。其影响主要源于N—NO2键断裂产生的NO2可被pbC上的活性位点吸附，从而降低了NO2含量并进一步促进了N—NO2键的断裂；同时反应释放出来的热量也有助于CL-20残留物的持续分解。此外，对CL-20/pbC的安全性能进行了评估，结果表明CL-20与pbC之间的界面作用有效降低了CL-20的机械感度。该工作为CL-20在固体推进剂的进一步应用提供了参考。