同步热分析对火药热分解机理的应用研究

作     者：寇晨霞 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：成一

授予年度：2009年

学科分类：082604[工学-军事化学与烟火技术] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 

主      题：太根发射药 TG/DSC-QMS-FTIR 热分解机理 催化剂 

摘      要：本文以研究太根发射药的热分解机理以及不同催化剂对其热分解性能的影响为主要目的。采用TG/DSC-QMS-FTIR同步热分析技术对太根发射药的热分解过程进行了研究,并采用多元非线性拟合技术对其动力学参数进行了求算。 首先,研究了坩埚加盖与否以及药量对太根发射药热分解的影响。结果发现,太根发射药的最佳实验条件是坩埚加盖且药量取2mg。 其次,在最佳实验条件下研究了太根发射药的热分解机理。结果表明,太根发射药的分解过程可以分为两个步骤,第一步反应的活化能是101kJ/mol,指前因子logA(S)为9.1,反应级数为1.2,自催化反应级数logKcat为1.0,主要气体产物是CO,HO、HCN和CHO,第二步反应的活化能是255kJ/mol,指前因子logA(S)为26.7,反应级数为4.3,自催化反应级数logKcat为0.3,主要气体产物是HO、CO、HCN、NO、NO和CHO。 最后,研究了不同催化剂对太根原药的热分解影响。结果表明,草酸锰的催化作用最显著,它不仅使反应变得更加彻底,同时降低了反应活化能还增大了气体产物浓度。其次是铁酸镍和铬酸铜,铁酸镍虽然不影响反应失重百分数但是增大了分解放热量、降低了活化能,铬酸铜使反应更加彻底、降低了活化能。柠檬酸铋作用最不明显,它虽然使反应变得彻底但分解热减少,活化能增大。