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硅系延期药物理化学性质及燃烧性质的研究

作　者: 孙倩
导　师: 颜事龙
学　校: 安徽理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 硅系延期药物理化学性质热分解活化能燃烧性质
分类号: TQ560.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本研究使用SEM扫描电镜、粒度分析仪、XRD衍射、DTA-TG热分析多种化学分析手段,对同一系列、四个段别的毫秒级硅系延期药的物理性质、物理化学性质作定性实验测试和定量计算分析；使用高速摄影仪、红外测温仪对同种硅系延期药的燃烧速度及温度等燃烧性质做研究。将物理化学性质与燃烧性质结合,研究结果表明,除药剂本身的性质外,药剂的物理性质和物理化学性质是毫秒级硅系延期药的燃烧性质的重要影响因素。本文得出以下结论：(1)采用粒度分析、扫描电镜分析,可以比较全面的得出延期药粉末的微观物理性质；将它们与XRD衍射分析联合使用,能定性定量的分析延期药组分的物理性质。(2)采用DTA-TG联用的方法,对微量延期药样品做热分析,可以得出延期药反应的温度范围,并能得出延期药体系的热分解的特性。通过Ozawa积分方法,可以计算出延期药热分解的化学参数,实验用2段至5延期药活化能的计算结果依次是330.9KJ/mol、278.4KJ/mol、220.3KJ/mol、143.9KJ/mol。XRD衍射分析与热分析结果联合,说明延期药的活化能随着有效氧化还原成分比重的降低而减小。(3)高速摄影技术可以作为测量延期药燃烧速度及精度的重要手段,用于延期药燃烧速度及燃烧状态测试,可以清晰的观测到延期药燃烧的动态过程,能计算出任意时间段、任意燃烧长度内的平均燃速。本实验表明,在一定范围内,氧化剂比例越高,燃烧速度越大。(4)快速响应式红外测温仪用于延期药燃烧温度场的测试是可行的。本实验测得的数据与延期药的物理化学性质是吻合的,由低段到高段,硅系延期药的最高燃烧温度呈递减趋势。松散堆积的装药情况较紧密的装药情况,同一延期药的燃烧温度,前者高约100℃,例如,2段延期药堆积装药时燃烧温度最高为1517℃,平均为1480℃；通过压药后燃烧温度最高为1482℃,平均为1380℃,这是延期药配方的负氧平衡导致的。(5)将红外测温仪与高速摄影仪组成燃烧性质测试系统,同时应用于对某种延期药的燃烧性质测量,可以达到互不干扰的同时测出两种燃烧性质的效果,高效便捷。(6)将药剂的性质及其燃烧性质结合,得出结论,同一类延期药,影响其使用性质的最主要因素是其组分配比;其次是延期药的粒度、颗粒形貌、及添加剂的量；生产及贮存过程也会对延期药药剂的物理化学性质、组分配比产生影响,进而影响其燃烧性质。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-13
1 引言  13-19
  1.1 研究背景  13-14
  1.2 延期药分类  14
  1.3 期药组分的性质  14-15
  1.4 硅系延期药的性质  15-16
  1.5 国内外研究现状  16-17
  1.6 本文研究内容  17-18
  1.7 本课题研究意义  18-19
2 硅系延期药的组分分析  19-30
  2.1 硅系延期药生产工艺及质量要求  19-20
  2.2 X-射线衍射分析原理  20-21
  2.3 物相分析方法  21-24
    2.3.1 定量物相分析原理  22-23
    2.3.2 定量物相分析方法  23-24
  2.4 XRD实验分析仪器及实验药品  24-25
  2.5 硅系延期药的定量分析  25-27
  2.6 XRD结果分析  27-29
  2.7 小结  29-30
3 硅系延期药物理性质的研究  30-36
  3.1 硅系延期药的粒度分析实验  30-31
    3.1.1 粒度分析仪  30
    3.1.2 粒度分析实验结果  30-31
  3.2 硅系延期药的扫描电镜分析实验  31-34
    3.2.1 扫描电镜分析仪  31-32
    3.2.2 扫描电镜实验结果  32-34
    3.2.3 粒度分析及扫描电镜结果分析  34
  3.3 小结  34-36
4 硅系延期药的热分析  36-51
  4.1 热分析技术简介  36-38
  4.2 热分析理论基础及方程  38-42
    4.2.1 静态法  38-39
    4.2.2 动态法  39-40
    4.2.3 Kissinger方法  40-41
    4.2.4 Ozawa方法  41-42
  4.3 热分析实验药剂及仪器  42-43
  4.4 热分析实验条件及结果  43-47
    4.4.1 不同升温速率下的DTA曲线  43-45
    4.4.2 DTA图像分析  45-46
    4.4.3 不同升温速率下的TG曲线  46-47
  4.5 活化能计算  47-50
    4.5.1 活化能计算原理  47-48
    4.5.2 毫秒级硅系延期药的活化能  48-50
  4.6 分析及小结  50-51
5 红外测温及高速摄影技术用于延期药燃烧性质的测量  51-61
  5.1 红外测温部分  51-53
    5.1.1 红外测温原理  51-52
    5.1.2 红外测温仪的选择依据  52-53
    5.1.3 红外测温的特点及注意事项  53
  5.2 实验仪器  53-54
  5.3 实验部分  54-59
  5.4 结果及分析  59-61
6 结论及创新  61-63
  6.1 结论  61
  6.2 创新点  61-63
参考文献  63-65
致谢  65-66
作者简介及读研期间主要科研成果  66

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