Page 91 - 《含能之美》2019封面论文

944 谢虓，王述存，黄川，刘涛，郑保辉，黄靖伦，李尚斌

表 1 配方组成 试了 GO‐1、GOXL‐A、GOXL‐B、GOXL‐C 四个配方的
Table 1 Composition of various formulations % 爆发点和热爆炸临界温度，其结果见表 2。同时，表 2
sample HMX/% raw FOX‐7/% recrystallized FOX‐7/% Al/% 中还给出了文献报道的 HMX、RDX、FOX‐7 三种单质
GO‐1 90 0 0 0 ［11］
炸药的爆发点 作为对比。
GOX 60 0 30 0
GOXL‐A 20 0 60 10 表 2 HMX、RDX、FOX ‐ 7 以 及 GO ‐ 1、GOXL ‐ A、GOXL ‐ B、
GOXL‐B 20 10 50 10 GOXL‐C 配方的爆发点与热爆炸临界温度
GOXL‐C 20 50 10 10 Table 2 5 s and 1000 s explosion temperature of HMX，
GOXL‐D 30 0 50 10 RDX，FOX ‐ 7 and formulation GO ‐ 1、GOXL ‐ A、GOXL ‐ B、
GOXL‐E 50 0 30 10 GOXL‐C
GOXL‐F 60 0 20 10 5 s explosion 1000 s explosion
sample
temperature / ℃ temperature / ℃
混物。在超声作用下，在去离子水中充分混合不同比 HMX 327 -
RDX 230 -
例的 FOX‐7 与 HMX 颗粒，烘干样品后获得不同比例
GO‐1 305 -
的共混物。
FOX‐7 278 -
3 结果与讨论 GOXL‐A 271 224
GOXL‐B 269 213
3.1 FOX⁃7 原材料的重结晶 GOXL‐C 276 209
为提升 FOX‐7 晶体品质、改善其表面形貌、增大粒
由表 2 可知，高固相含量的 HMX 基配方 GO‐1 的
径以优化配方流变性能，采用“溶剂‐非溶剂”方法对原料
5 s 爆 发 点 与 单 质 HMX 接 近 ，且 高 于 单 质 FOX ‐ 7。
FOX‐7 进行了重结晶。重结晶前后的 FOX‐7 颗粒形貌
GOXL 系列配方的爆发点与单质 FOX‐7 相近，且几种
如图 2 所示。从图 2 可以看出，重结晶前 FOX‐7 为不规
含 FOX‐7 配方的热爆炸临界温度相近。上述试验结
则的颗粒或片层状，其中分布有空洞，晶体较为疏松。
果充分说明，配方热安定性取决于其中热安定性最差
重结晶后颗粒表面光滑，具有更好的晶体品质，粒径也
一种单质炸药。配方 GOXL‐A、GOXL‐B、GOXL‐C 中
由 15~30 μm 增加至 100 μm 以上，FOX‐7 晶体品质、颗
使用了不同晶体品质、不同粒径的 FOX‐7 颗粒，而这
粒表面形貌以及粒径的优化可有效改善配方药浆流变
三个配方的热安定性相当。因此，配方的热安定性与
特性，为应用于高固相含量浇注配方奠定了基础。
3.2 FOX⁃7 对热刺激响应的影响 其中单质炸药的颗粒度、晶体品质等状态相关性较小，
3.2.1 对爆发点及热爆炸临界温度的影响 只取决于单质炸药自身的热化学性质。
3.2.2 对热分解及活化能的影响
FOX‐7的热分解温度（238 ℃）低于 HMX（278 ℃），
保持配方总固含量不变，通过 DSC 方法进一步比
且其第一个转晶温度相对较低（约 110 ℃） 。因此，
［6-8］
较了 FOX‐7 含量对 GOXL‐D、GOXL‐E、GOXL‐F 配方热
添加 FOX‐7 将对炸药配方的热性能产生一定影响。
分解特性的影响规律。三个配方中 FOX‐7 质量分数及
为了研究单质炸药对配方热安全性能的影响，测
由 Kissinger 方法 ［15］ 计算的热分解活化能如表 3 所示。
由表 3 可知，GOXL‐D、GOXL‐E 两种配方的活化能仅相
-1
差 16 kJ∙mol ，GOXL‐F 配方活化能显著增大，且其
220~230 ℃左右的分解峰消失，250~260 ℃左右的分
解峰相对显著，并与 HMX 的熔融分解峰较为接近，热效
应相互影响。这说明当 FOX‐7 含量下降到一定阈值，配
方体系的活化能将由耐热性能更好的 HMX 决定。
图 3 所示为 GOXL‐D、GOXL‐E、GOXL‐F 配方在升
-1
a a.. before recrystallization b b.. after recrystallization 温速率为 10 ℃·min 条件下的 DSC 曲线。由图 3 可
图 2 重结晶前/后 FOX‐7 颗粒形貌 知 ，GOXL ‐D、GOXL ‐E 配 方 第 一 个 分 解 峰 都 出 现 在
Fig.2 Particle morphology of FOX‐7 particles before/after 225~245 ℃，对 应 于 单 质 FOX ‐7 的 第 一 个 热 分 解 峰
recrystallization （210~240 ℃） ，而 FOX‐7 含量最低的 GOXL‐F 配方
［6-7］

Chinese Journal of Energetic Materials，Vol.27, No.11, 2019（942-948） 含能材料 www.energetic-materials.org.cn