高氯酸铵/硬脂酸金属盐核壳结构的构建及其性能研究

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随着现代科学技术的发展,火炸药的性能不断得到提升,固体推进剂也在向着更高的方向发展,其应用领域也在扩大,因此对固体推进剂的性能也提出了更高的要求。高氯酸铵(AP)是复合固体推进剂、改性双基推进剂和NEPE推进剂中的主要氧化剂,同时是炸药这些含能材料的重要组成部分。通过提升AP的热分解性能来提高复合固体推进剂的燃烧性能非常的重要。硬脂酸具有无害无毒,易获得,低成本等优点。而且硬脂酸它有很好的热稳定性能,易与过渡金属离子反应生成硬脂酸盐,生成的硬脂酸盐中含有脂肪烃部分同样具有很好的热稳定性。本研究利用液相沉积法,通过原位合成制备了高氯酸铵/硬脂酸金属盐核壳复合物,并且通过各种表征手段对复合物的形貌、结构和性能进行分析。本文的研究内容主要包括以下三个部分:(1)利用液相沉积法原位合成了高氯酸铵/硬脂酸铜(AP/CS)复合物,通过表征对复合物形貌、结构、元素进行分析。利用撞击感度及摩擦感度测试对其安全性能进行表征,与纯AP相比,复合物的安全性能得到提高。利用DSC对复合物的热分解性能进行表征,从结果中可以看出,与纯AP相比,复合物热分解温度降低了78.4℃,显著地提高了AP的热分解性能。(2)利用液相沉积法原位合成了高氯酸铵/硬脂酸钴(AP/SC)复合物。然后利用摩擦感度和撞击感度对复合物进行安全性能测试,AP/SC复合物的摩擦感度是0%,撞击感度H50=38.1 cm。同时测量了纯AP的感度,摩擦感度是96%,撞击感度H50=27.9 cm,与纯AP相比,明显降低了复合物的撞击感度和摩擦感度,显著地提高了AP的安全性能。从DSC测试结果看出,制备的复合物热分解温度与纯AP相比降低了90.3℃。正如预期的一样,制备的这种复合物可以显著地提高AP的安全性能和热分解性能。(3)利用液相沉积法制备双金属硬脂酸铜钴(AP/Cu Co-stearate)复合物。通过表征对复合物形貌、结构、元素进行分析。利用撞击感度及摩擦感度测试对其安全性能进行表征,与纯AP相比,复合物的安全性能得到提高。利用DSC对复合物的热分解性能进行表征,结果表明双金属AP/Cu Co-stearate复合物的催化效果优于单金属AP/CS与AP/SC复合物,与纯AP相比,复合物的热分解温度降低了97.2℃,显著地提高了AP的热分解性能。
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