论文部分内容阅读
3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)作为一种高能低感度含能材料,是近年来国内外火炸药工作者的研究热点之一。NTO是一种新型高密度、高能量、低感度、易于成型的单质炸药,它的能量接近RDX,感度接近TATB,主要用于制备低易损炸药,可代替TATB作HMX基的混合炸药的活性钝感剂。NTO通常在水或乙醇中重结晶,得到针状或平面状结晶的不规则团聚体。目前,关于NTO的研究主要集中在溶液中重结晶和细化上,而采用表面诱导NTO晶体生长方面的研究较少。为此,本文对NTO晶体在表面诱导下晶体生长进行了研究。本论文的工作主要分两部分。
第一部分,采用表面诱导结晶的方法首次在玻璃基片上成功的制备出了具有分形特征的树枝状NTO晶体,并通过XRD和FT-IR分析表明这种分形结构的晶体与溶液中重结晶得到立方状NTO晶体同属于α晶型,仅是树枝状晶体在生长取向上发生了一定改变。综合热分析结果表明晶体形貌的改变没有对NTO的热性能造成明显的影响。
第二部分,对表面诱导NTO晶体生长机理进行了研究,实验结果表明表面诱导材料(如玻璃基片、硅片、云母等)的存在会使NTO晶体呈分形生长,但是表面诱导材料的性质、基片上溶液的铺展量以及溶液挥发速度不会对其晶体分形生长造成较大的影响。表面诱导材料仅为晶体生长过程提供一个受限空间。表面诱导NTO分形生长的决定因素是铺展在基片表面的初始溶液的饱和度。当初始溶液为未饱和溶液时,晶体生长过程溶液处于远离平衡状态,晶体生长过程中溶质扩散受限,晶体在基片表面呈分形生长,可用扩散受限模型(DLA)来解释这一现象;当初始溶液为饱和或者过饱和溶液时,晶体生长过程溶液始终处于平衡状态或过平衡状态,晶体生长过程溶质扩散受限消失,晶体生长过程与溶液法晶体生长过程相同,晶体形貌同为立方结构。这种转变的临界点是溶液的饱和度,初始溶液浓度在该温度下的饱和度之下时,NTO在基片上呈分形生长,得到分形结构的晶体;初始溶液浓度在该温度下饱和度之上时,NTO在基片上呈立方状结构。这一现象尚未见有文献报道。