HMX成核動力學及晶體缺陷研究.pdf

1、奧克托今，其學名環(huán)四亞甲基四硝銨(1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮環(huán)氧雜辛烷，分子式 C4H8N8O8)，英文縮寫 HMX，是目前國內外綜合性能最好的單質炸藥。它具有密度高、能量高、感度低等優(yōu)良特點。在高能混合炸藥、高能固體推進劑和高能發(fā)射藥等領域應用廣泛。HMX的結晶特性對本身的性能有重要的影響，工業(yè)中粗制的HMX的晶體缺陷含量比較多，這種缺陷的形成會導致HMX的品質降低，不利于應用。因此，通常采用溶液重結晶法對HMX改善

2、其性質。溶液重結晶可作為減少晶體缺陷數量的方法，從而使品質得到大幅改善。在重結晶的過程中，成核動力學和生長動力學均影響晶體缺陷的形成和發(fā)展。
　　本論文通過研究HMX在γ-丁內酯中的成核機理和生長模型進行了理論分析和實驗研究，主要研究內容如下：
　　(1) HMX在γ-丁內酯中介穩(wěn)區(qū)的研究：采用激光法測量了HMX在?-丁內酯中的溶解度，運用Apelblat半經驗方程擬合出了溶解度和溫度的關聯式。研究了初始飽和溫度、降溫速率及

3、攪拌速率對HMX在γ-丁內酯溶劑中結晶的介穩(wěn)區(qū)寬度的影響。結合經典成核理論擬合得到降溫速度、攪拌速率與介穩(wěn)區(qū)寬度的關系式，并計算了相應溫度下的均相成核級數。結果表明，介穩(wěn)區(qū)寬度隨溫度和降溫速率的升高而明顯變寬，隨攪拌速率的增加逐漸變窄。受降溫速率和攪拌速率影響的成核級數均與飽和溫度有關，并隨溫度的升高逐漸變小。HMX介穩(wěn)區(qū)性質為其結晶過程選擇合適的操作過飽和度提供了理論依據。
　　(2) HMX在γ-丁內酯中成核過程的研究：研究了

4、不同過飽和度，不同初始飽和溫度下HMX在γ-丁內酯中的成核過程，測定了不同情況下的成核誘導期。發(fā)現當HMX溶液的過飽和度S>1.35時，初級均相成核在成核過程中其主導作用；當 S<1.35時，初級異相成核其主導作用。此外，本文根據經典成核理論，計算了在不同條件下的HMX的成核參數，如固液表面張力，以及成核速率常數，討論了成核參數對成核能力的影響。
　　(3) HMX在γ-丁內酯中晶體生長過程的研究：通過測定誘導期數據，采用誘導期法