CN102432407A - 氢化镁型储氢乳化*** - Google Patents

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Abstract

本发明属于***制备技术领域，具体涉及使用储氢物质制备的乳化***。其组分中包括乳化基质和敏化材料，敏化材料是氢化镁，该氢化镁的质量占乳化***总质量的0.2-6%，氢化镁是纯度大于等于95%的粉末。由于添加的氢化镁在乳化基质内分布均匀，部分氢化镁与乳化基质内水产生化学反应，释放少量氢气，对乳化基质起到一定的发泡效果，增加了乳化基质的***感度。当混合氢化镁的乳化基质被***起爆后，氢气泡在乳化基质爆轰产生的冲击波作用下发生爆轰反应，同时，其余的氢化镁在乳化基质爆轰波作用下迅速释放氢，氢参与乳化基质的爆轰反应，因此其具有输出冲击波峰值高、冲量大、能量高的特点，爆轰能量优于现有普通乳化***。

Description

氢化镁型储氢乳化***
技术领域
       本发明属于***制备技术领域，具体涉及使用储氢物质制备的乳化***。
背景技术
乳化***生产过程中W/O型的乳状液称为乳化基质，它是构成乳化***的基本体，具有较好的稳定性和潜在的爆轰性能。乳化基质中的硝酸铵水相溶液(氧化剂)在油相溶液(可燃剂)中被分散成极小的微粒，其核为过饱和无机盐溶液，外包一层极薄但强度较高的油膜，呈现较高的粘稠度。乳化基质是未敏化的乳化***，它的密度较大，需要很大的起爆能量，并且传爆非常困难，因此，在制备乳化***的过程中，必须通过物理或化学方法加以敏化，利用***中空气的绝热压缩和“热点”特性，在乳胶基质中均匀分布大量微小气泡，产生***起爆感度，才能成为乳化***。乳化***受到外界能量作用时，由于气泡的敏化作用而使***发生***。需要指出的是，现有技术中无论是利用物理敏化中的玻璃微球敏化法，还是利用化学敏化中加入的发泡剂，“敏化”过程所添加的物质主要起到增加乳化基质内“热点”的作用，对乳化***的爆轰能量没有贡献。另一方面，乳化***虽然具有优异的做功能力，其猛度甚至高于TNT，但水下***实验表明，它的***冲击波峰值、冲量、能量等指标较小。这说明乳化***在输出能量方面略显不足，需要在这方面做出改进。
储氢材料是一种新型含能材料，在一定条件下会释放出氢。氢具有较高的能量密度：同液态碳氢燃料相比，是其三倍；而且它同氧气作用时，唯一产物是水，不产生任何污染。贮氢合金是20世纪60年代末开发的新型功能材料，具有贮氢密度大的特点。主要的金属氢化物储氢材料有镁系列、钛铁系列、镧镍系列和锆系列。其中的镁基氢化物属于中温型贮氢合化合物，吸、放氢动力学性能一般，但其储氢量大：质量含量可达到7.69%，并且有总体质量轻、资源丰富、价格便宜的优点，被认为是最有前途的储氢材料之一。
目前，尚未发现在乳化***技术中使用储氢材料镁系金属氢化物作为敏化材料的报道。
发明内容
本发明的目的是：将金属氢化物储氢材料氢化镁作为乳化***的敏化材料，在保证乳化***起爆感度的前提下，提高乳化***的爆轰性能。
本发明的技术方案如下：
本发明的氢化镁型储氢乳化***，其组分中包括乳化基质和敏化材料，其特征在于，所述敏化材料是氢化镁，其中，氢化镁的质量占氢化镁型储氢乳化***总质量（氢化镁+乳化基质）的0.2- 6%；所述氢化镁为纯度大于等于95%的粉末。 
所述乳化基质的配方与现有乳化***中常用乳化基质的配方相同，常用材料有：硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、尿素、水、蜡、松香、山梨糖醇单油酸酯、乳化剂等。
本发明的氢化镁型储氢乳化***的制备方法与现有技术中添加物理敏化剂玻璃微球的制备方法相同：在乳化基质加入氢化镁后，使用搅拌器连续搅拌，使混合均匀，再放置5小时以上时间即成。
本发明所添加的氢化镁在乳化基质内分布均匀，在引爆过程中，部分氢化镁与乳化基质内水产生化学反应，释放少量氢气，所释放的氢气被乳化基质包裹，形成分散分布的氢气泡，氢气对乳化基质起到一定的发泡效果。乳化基质内的氢气泡和氢化镁颗粒形成一个个“热点”，增加了乳化基质的***感度，即起到“敏化”作用。
当混合氢化镁的乳化基质被***起爆后，冲击波压缩热点和氢气泡，热点处的乳化基质温度升高，被迅速起爆，氢气泡在乳化基质爆轰产生的冲击波作用下发生爆轰反应，同时，其余的氢化镁在乳化基质爆轰波作用下迅速释放氢，氢参与乳化基质的爆轰反应。也就是说，加入氢化镁的乳化基质被起爆后，输出能量中包含了乳化基质和氢化镁共同释放的能量。因此，其总输出能量会大于现有乳化***的输出能量。
实验表明：相比现有技术中添加物理敏化剂玻璃微球构成的乳化***，本发明具有输出冲击波峰值高、冲量大、能量高的特点，是一种性能优异的新型乳化***。而且由于氢化镁质量轻、价格便宜，这将使其应用更为广泛。
以下通过实施例作进一步描述。
附图说明
图1是实施例1所述水下***测试氢化镁含量0.5%的储氢乳化***的冲击波曲线图。
图2是实施例1所述水下***测试玻璃微球含量4%的乳化***冲击波曲线图。
图3是实施例2所述水下***测试氢化镁含量3%的储氢乳化***的冲击波曲线图。
图4是实施例3所述水下***测试氢化镁含量5%的储氢乳化***的冲击波曲线图。
具体实施方式
实施例1：
氢化镁型储氢乳化***（氢化镁+乳化基质）总质量50g，氢化镁含量为总质量的0.5%（=0.25 g）。向乳化基质添加氢化镁后，使用搅拌器连续搅拌30分钟，放置8小时后进行水下***测试。
所使用的乳化基质的具体配方与现有技术相同，可见表1。
表1 实施例1所使用的乳化基质配方
组分 硝酸盐 水 Span-80 复合油相 其他
含量 78 15 2 4 1
为了进行对比实验，使用现有技术生产中常规的敏化剂玻璃微球对乳化***基质进行敏化制成乳化***。由于已有实验表明：当玻璃微球含量为4%时，乳化***输出能量最大，因此本实施例制作时，使用的乳化基质和玻璃微球总质量为50g，玻璃微球含量为总质量的4%(=2 g)。其使用的乳化基质种类与表1相同。向乳化基质添加玻璃微球后，使用搅拌器连续搅拌45分钟，放置8小时后进行水下***测试。
水下***测试中，0.5%(W/W)氢化镁的乳化基质***的冲击波曲线见图1，4%（W/W）玻璃微球乳化***的冲击波曲线见图2。具体的各种测试参数见表2。图1、2中：横坐标表示时间(单位：s)，纵坐标表示压力(单位：MPa)。水下***冲击波曲线由示波器记录，表2中数据均从冲击波曲线上读取。
表2 实施例1水下***冲击波爆轰参数
配方(质量比) 峰值压力MPa 衰减时间us 冲量Pa·s 能流密度J/m2
乳化基质:氢化镁=99.5:0.5 10.56 40.56 637.15 2323.5
乳化基质:玻璃微球=96:4 10.35 37.08 588.34 2137.2
注：能流密度计算公式为：                                                
Figure 2011102773551100002DEST_PATH_IMAGE001
，是衰减常数。
 
由表2可以看出，本发明的氢化镁型储氢乳化***的峰值压力、衰减时间、冲量和能流密度均大于现有技术中使用玻璃微球的乳化***。
实施例2：
       乳化***（氢化镁和乳化基质）总质量50g，其中氢化镁含量为总质量的3%（=1.5 g）。在乳化基质中添加氢化镁后，使用搅拌器连续搅拌25分钟，放置30小时后进行水下***测试。
所使用的乳化基质的配方与现有技术相同，可见表3。
表3 实施例2所使用的乳化基质配方
组分 硝酸盐 水 LZ2731 复合油相 其他
含量 77 16 2 4 1
水下***测试中，得到的冲击波曲线见图3。图中：横坐标表示时间(单位：s)，纵坐标表示压力(单位：MPa)，水下***冲击波曲线由示波器记录。各测试参数见表4，表4中数据均从冲击波曲线上读取。表4中还列出了使用玻璃微球作为敏化剂的常规乳化***（具体配方同实施例1，放置时间同本例2）的水下***的测试数据，以方便比较。
表4 实施例2水下***冲击波爆轰参数
配方(质量比) 峰值压力MPa 衰减时间us 冲量Pa·s 能流密度J/m2
乳化基质:氢化镁=96:3 11.19 36.15 650.13 2323.0
乳化基质:玻璃微球=96:4 10.35 37.08 588.34 2137.2
从表4可见，本实施例的氢化镁型储氢乳化***的峰值压力、冲量和能流密度均大于玻璃微球的乳化***，只是衰减时间略有减少。
实施例3：
乳化***（氢化镁+乳化基质）的总质量50g，其中氢化镁含量为总质量的5%（=2.5 g）。向乳化基质添加氢化镁后，使用搅拌器连续搅拌25分钟，使其混合均匀，放置25天后进行水下***测试。
所使用的乳化基质配方与现有技术相同，可见表5。
表5 实施例3所使用的乳化基质配方
组分 硝酸盐 水 LZ2731 复合油相 其他
含量 77 16 2 4 1
水下***测试中，得到的冲击波曲线见图4。图中：横坐标表示时间(单位：s)，纵坐标表示压力(单位：MPa)，水下***冲击波曲线由示波器记录。各测试参数见表6，表6中数据均从冲击波曲线上读取。同样，表6中还列出了使用玻璃微球作为敏化剂的常规乳化***（配方同实施例1，放置时间同本例3）水下***的测试数据。
表6 实施例3水下***冲击波爆轰参数
配方(质量比) 峰值压力MPa 衰减时间us 冲量Pa·s 能流密度J/m2
乳化基质:氢化镁=95:5 11.02 35.20 623.39 2195.6
乳化基质:玻璃微球=96:4 10.35 37.08 588.34 2137.2
对比表2、4、6可以看出，本发明的氢化镁型储氢乳化***中，氢化镁乳化基质***的水下***压力与氢化镁含量并非线性关系。当氢化镁质量含量在3%左右时，其峰值压力、冲量和能流密度最大；随着氢化镁质量含量的增加，衰减时间逐步减少。
以上各实施例中的氢化镁均为纯度大于95%的粉末，粒度在1-3μm范围内，颗粒呈球形，由市场购得；配置乳化基质的各种原料也均由市场购得。

Claims (1)

1.一种氢化镁型储氢乳化***，其组分中包括乳化基质和敏化材料，其特征在于，所述敏化材料是氢化镁，其中，氢化镁的质量占氢化镁型储氢乳化***总质量的0.2- 6%；所述氢化镁为纯度大于等于95%的粉末。
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