懸浮噴霧干燥技術(shù)制備核殼復(fù)合含能材料及性能表征.pdf

1、當(dāng)今戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境變化的日新月異，對(duì)含能材料的性能提出了越來(lái)越高的要求。這就要求含能材料的研究熱點(diǎn)朝著高能、鈍感和高可靠性的方向發(fā)展。國(guó)內(nèi)外一些研究表明，采用合適的材料對(duì)含能材料進(jìn)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(shí)間短、對(duì)流傳質(zhì)速度快、制備的晶體球形度比較高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于含能材料的改性。因此，研究噴霧干燥技術(shù)對(duì)含能材料的核殼包覆具有良好的使用價(jià)值和發(fā)展前景。本論文的主要工作如下

2、：
　?。?）通過(guò)對(duì)數(shù)值分析、數(shù)值傳熱學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，簡(jiǎn)稱為CFD）理論的應(yīng)用研究以及對(duì)計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent的運(yùn)用，對(duì)噴霧干燥過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。通過(guò)改變噴霧干燥的相關(guān)工藝參數(shù)（入口溫度、壓強(qiáng)、進(jìn)料速率）來(lái)研究顆粒在干燥塔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡、停留時(shí)間和顆粒直徑等。通過(guò)分析模擬結(jié)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(jìn)料速率在4.5～

3、6.0mL/min之間，壓強(qiáng)在0.6～0.8MPa之間。
　　（2）采用超聲噴霧技術(shù)對(duì)CL-20進(jìn)行細(xì)化。研究了噴頭直徑、超聲、溶液濃度、攪拌速度等因素在重結(jié)晶過(guò)程中對(duì)CL-20顆粒粒度的影響。超細(xì)CL-20的優(yōu)化工藝條件為：噴頭直徑0.5mm、細(xì)化量3g、壓強(qiáng)0.6MPa、攪拌時(shí)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(xì)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。
　?。?）結(jié)合超聲噴霧細(xì)化技術(shù)和噴霧干燥技術(shù)，提出用懸浮噴霧干燥法制備核殼型復(fù)合含能材料。通過(guò)動(dòng)態(tài)接觸角實(shí)驗(yàn)求得CL-20與粘結(jié)劑的表面張力和粘附功等，選擇Estane作為粘結(jié)劑對(duì)CL-20進(jìn)行包覆。通過(guò)比較包覆效果來(lái)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(nèi)標(biāo)法測(cè)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(duì)超細(xì)HMX進(jìn)行核殼包覆。探討了入口溫度、進(jìn)料速率和料液濃度等懸浮噴霧干燥工藝條件對(duì)核殼復(fù)合含能材料形貌的影響。利用掃描電子顯微鏡（Scanning electron microscopy，簡(jiǎn)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(jié)果發(fā)現(xiàn)各種參數(shù)的選擇與核殼復(fù)合材料粒徑密切相關(guān)，其中以料液濃度對(duì)微球粒徑