HMX的β-δ相變和熱膨脹研究.pdf

1、奧克托今(HMX)是最重要的單質(zhì)炸藥之一，廣泛應(yīng)用于推進(jìn)劑和武器裝藥。HMX在發(fā)生爆轟前將發(fā)生β→δ相轉(zhuǎn)變，相變過程中的體積膨脹可能造成彈殼的形變，因此研究HMX的β→δ相轉(zhuǎn)變規(guī)律及熱膨脹可以加深對HMX的感度、爆轟過程和儲存安全性的認(rèn)識。
　　 本論文的工作主要分為以下三個部分：
　　 第一部分，采用原位X射線衍射(XRD)對HMX在升溫過程中的相變行為進(jìn)行了研究，得到了升溫條件下HMX發(fā)生β→δ相變時晶體結(jié)構(gòu)的變化情

2、況。分析了不同粒度的HMX以及幾種固體添加劑(RDX、TATB、石墨和石蠟)對相變溫度的影響。結(jié)果表明，這幾種添加劑都使HMX的相變溫度降低了，但相變溫度區(qū)間變化規(guī)律不太一致。對于β→δ相變的逆過程，有時能觀察到δ相完全回復(fù)為β相，有時卻不能。研究發(fā)現(xiàn)，機械研磨能夠加速δ相向β相的回復(fù)。
　　 第二部分，對不同溫度條件下β相和δ相的XRD譜圖，經(jīng)過Rietveld結(jié)構(gòu)精修后計算了兩物相的熱膨脹系數(shù)。β-HMX的a軸和b軸的線膨脹

3、系數(shù)分別為1.37×10-5/℃和1.25×10-4/℃；c軸隨著溫度的升高略有減小，約為-0.63×10-5/℃；在30℃到170℃范圍內(nèi)，體積變化為2.2％，相應(yīng)的體膨脹系數(shù)為1.60×10-4/℃。通過外延線性擬合后的密度數(shù)據(jù)，得到23℃時的理論密度為1.9019g/cm3，較為接近用密度梯度管法測得的HMX單晶數(shù)據(jù)1.9015g/cm3。δ-HMX的a軸和c軸的線膨脹系數(shù)分別為5.39×10-5/℃和2.38×10-5/℃；在3

4、0℃到230℃的范圍內(nèi)，體積變化為2.6％，相應(yīng)的體膨脹系數(shù)為1.33×10-4/℃。結(jié)果表明：β-HMX和δ-HMX有著相近的體膨脹系數(shù)。從30℃的β-HMX變?yōu)?30℃的δ-HMX時，會發(fā)生10.5％的體積膨脹，其中約有7％來源于相變時的結(jié)構(gòu)重構(gòu)。
　　 第三部分，以Rietveld無標(biāo)樣定量方法為基礎(chǔ)，利用原位XRD研究了HMX的β→δ等溫相變動力學(xué)。深入研究了不同溫度下HMX的轉(zhuǎn)變進(jìn)度-時間曲線，求得Avrami指數(shù)n約