添加剂对RDX感度和性能的影响研究

【摘要】选取RDX作为主体炸药，纳米金刚石、石墨烯和纳米多孔硅作为添加剂，研究添加剂的种类和比例对RDX性能的影响。通过改进的Hummers方法制备氧化石墨，并对还原的氧化石墨进行重氮化修饰，对其在含能材料中的应用进行探索。分别选择添加剂的比例为1wt%、3wt%、5wt%和7wt%，纳米金刚石和石墨烯的添加采用机械混合法，纳米多孔硅混合药剂采用炸药重结晶沉积法制备，研究了添加剂种类和含量对撞击感度、摩擦感度、爆速、爆压、爆热和热稳定性的影响规律。添加剂比例相同时，混合药剂撞击感度依次为：纳米金刚石/RDX>石墨烯/RDX>纳米多孔硅/RDX，随着添加剂含量的不断增加，撞击感度升高，但纳米多孔硅的加入使撞击感度明显降低，甚至低于纯RDX炸药。配比相同时，混合药剂的摩擦感度依次为：纳米金刚石/RDX>纳米多孔硅/RDX>石墨烯/RDX，随着添加剂含量的不断增加，摩擦感度升高。石墨烯添加量低于7wt%时，RDX摩擦感度降低。纳米金刚石使RDX摩擦感度显著升高，当含量为3wt%时，混合药剂的摩擦感度已达100%。分别测定了不同添加剂添加量对爆速的影响，结果表明随着添加剂含量的增加，爆速降低。当石墨烯含量大于5wt%时，爆速下降幅度最大，但当加入1wt%纳米金刚石时，RDX爆速提高了2.1%。采用钢凹法测定了添加剂种类对炸药输出特性的影响，纳米多孔硅和纳米金刚石作为添加剂可以提高RDX炸药的爆压，而石墨烯的加入使RDX爆压降低。通过对爆热的理论计算，得出纳米多孔硅/RDX混合药剂的爆热随着纳米多孔硅含量的增加而增加，加入石墨烯和纳米金刚石的混合药剂爆热随着添加量的增加而减小。对添加纳米多孔硅的RDX进行热分析结果表明，与纯RDX相比混合药剂熔融过程的峰值温度相对升高；除了3wt%纳米多孔硅/RDX，其它混合药剂的峰值温度都随着添加剂含量的增大而降低。通过XRD、FT-IR和TG-DTA等测试，对氧化石墨和重氮化修饰石墨烯进行表征，表明重氮化修饰的石墨烯在500℃左右开始分解放热，是一种热稳定性良好的含能物质。
【作者】胡菲；
【导师】刘玉存；
【作者基本信息】中北大学，军事化学与烟火技术，2014，硕士
【关键词】RDX；纳米多孔硅；石墨烯；纳米金刚石；爆轰性能；重氮化石墨烯；

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