CN108840784A - 一种耐热含能材料及其制备方法 - Google Patents

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赵国政
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    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
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    • C06B33/08—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide with a nitrated organic compound
    • C06B33/10—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide with a nitrated organic compound the compound being an aromatic
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Abstract

本发明提供一种耐热含能材料及其制备方法，以质量百分比计，组分组成为：70％‑75％1，3，5‑三氨基‑2，4，6‑三硝基苯(TATB)、15％‑20％高能添加剂铝粉、4％‑5％氧化剂高氯酸铵、2％‑3％粘结剂氟树脂和3％‑4％氯化钙。本发明所提供的耐热含能材料爆热可达1364.7J·g‑1‑1491.2J·g‑1，爆速可达9.28km·s‑1‑9.84km·s‑1，且在330℃仍具有较好的稳定性。

Description

一种耐热含能材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种对空武器***弹用耐热含能材料及其制备方法，属于含能材料领域。
背景技术
对空武器***弹是以弹丸的***装药***产生的爆轰产物和冲击波破坏目标的炮弹，其破坏作用由弹丸对目标的侵彻作用和***作用完成。
所装弹药、飞行器高速飞行时因空气动力效应而产生的高温、空间低压以及速射武器在连发时产生的膛内高温，迫切需要耐高温的含能材料。
如果使用TATB作为弹药装药的对空武器***弹，由于TATB的氧平衡为-55.81％，***后生成较多量的碳，爆热较小，如果这些碳充分燃烧，爆热更为理想，爆轰效果更佳。
发明内容
针对于TATB***的不足，本发明提供一种耐热含能材料及其制备方法。
具体的：一种耐热含能材料，以质量百分比计，组分组成为：70％-75％TATB、15％-20％高能添加剂铝粉、4％-5％氧化剂高氯酸铵、2％-3％粘结剂氟树脂和3％-4％氯化钙。
所述TATB的堆积密度大于等于0.6g·cm-3，铝粉的粒度大于60um，小于100um。
高氯酸铵、氟树脂和氯化钙均为白色粉末状固体。
一种耐热含能材料的制备方法，按70％-75％的配比将TATB加入水中，加入氟树脂的乙酸乙酯饱和溶液分散乳液，水悬浮造粒，过滤，烘干后，再与铝粉、高氯酸铵和氯化钙混合均匀，即得。
进一步的，反应条件为常温常压。
进一步的，烘干温度为65℃-75℃。
进一步的，与铝粉、高氯酸铵和氯化钙的混合时间至少1小时。
Perdew-Burke-Ernzerhof(PBE)色散校正方法计算TATB-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料，最稳定体系的理论能量为-398.207681a.u.，吸附作用能为-15.87eV，在Fermi能级附近，铝的p轨道对总体系价带和能量较高的满带贡献较大。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过水悬浮造粒技术制备的含粘结剂氟树脂的TATB-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料，在TATB粘结含能材料中，加入15％-20％高能添加剂铝粉、4％-5％氧化剂高氯酸铵和3％-4％氯化钙制得TATB-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料，试验测试表明，该材料的***能量提高15％-25％。爆热可达1364.7J·g-1-1491.2J·g-1，爆速可达9.28km·s-1-9.84km·s-1。
所制备的TATB-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙含能材料的耐热性较好，在330℃仍具有较好的稳定性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为TATB的不同质量百分比与爆速关系图。
图2为TATB的不同质量百分比与爆热关系图。
图3为实施例1中TATB-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料的热重曲线图。
图4为实施例2中TATB-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料的热重曲线图。
图5为实施例3中TATB-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料的热重曲线图。
具体实施方式
如图1-5所示，一种耐热含能材料，以质量百分比计，组分组成为：70％-75％TATB、15％-20％高能添加剂铝粉、4％-5％氧化剂高氯酸铵、2％-3％粘结剂氟树脂和3％-4％氯化钙。
其中，TATB的堆积密度大于等于0.6g·cm-3，铝粉的粒度大于60um，小于100um。
高氯酸铵、氟树脂和氯化钙均为白色粉末状固体。
一种耐热含能材料的制备方法，按70％-75％的配比将TATB加入水中，加入氟树脂的乙酸乙酯饱和溶液分散乳液，水悬浮造粒，过滤，烘干后，再与铝粉、高氯酸铵和氯化钙混合均匀，即得。
其中，反应条件为常温常压。
其中，烘干温度为65℃-75℃。
其中，与铝粉、高氯酸铵和氯化钙的混合时间至少1小时。
实施例1：
按质量配比TATB∶铝粉∶高氯酸铵∶氟树脂∶氯化钙为74∶16∶3∶3∶4制备耐热含能材料，将740g TATB分散于水中，加入氟树脂(30g)的乙酸乙酯饱和溶液分散乳液，常温常压下水悬浮造粒，过滤，65℃-75℃烘干，在混药盘中与160g粒度为60-100um的铝粉、30g白色粉末高氯酸铵和40g白色粉末氯化钙均匀混合1小时，即得TATB-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料。
性能效果：爆热1436.3J·g-1，爆速可达9.65km·s-1，330℃具有较好的耐热稳定性。
实施例2：
按质量配比TATB∶铝粉∶高氯酸铵∶氟树脂∶氯化钙为72.65∶16.35∶4∶4∶3制备耐热含能材料，将726.5g TATB分散于水中，加入氟树脂(40g)的乙酸乙酯饱和溶液分散乳液，常温常压下水悬浮造粒，过滤，65℃-75℃烘干，在混药盘中与163.5g粒度为60-100um的铝粉、40g白色粉末高氯酸铵和30g白色粉末氯化钙均匀混合1小时，即得TATB-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料。
性能效果：爆热1455.8J·g-1，爆速可达9.43km·s-1，330℃具有较好的耐热稳定性。
实施例3：
按质量配比TATB∶铝粉∶高氯酸铵∶氟树脂∶氯化钙为70∶15∶5∶5∶5制备耐热含能材料，将700g TATB分散于水中，加入氟树脂(50g)的乙酸乙酯饱和溶液分散乳液，常温常压下水悬浮造粒，过滤，65℃-75℃烘干，在混药盘中与150g粒度为60-100um的铝粉、50g白色粉末高氯酸铵和50g白色粉末氯化钙均匀混合1小时，即得TATB-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料。
性能效果：爆热1488.7J·g-1，爆速可达9.30km·s-1，330℃具有较好的耐热稳定性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐热含能材料，其特征在于，以质量百分比计，组分组成为：70％-75％TATB、15％-20％高能添加剂铝粉、4％-5％氧化剂高氯酸铵、2％-3％粘结剂氟树脂和3％-4％氯化钙。
2.如权利要求1所述的耐热含能材料，其特征在于，所述TATB的堆积密度大于等于0.6g·cm-3，铝粉的粒度大于60um，小于100um。
3.如权利要求1所述的耐热含能材料，其特征在于，高氯酸铵、氟树脂和氯化钙均为白色粉末状固体。
4.一种如权利要求1所述的耐热含能材料的制备方法，其特征在于，按70％-75％的配比将TATB加入水中，加入氟树脂的乙酸乙酯饱和溶液分散乳液，水悬浮造粒，过滤，烘干后，再与铝粉、高氯酸铵和氯化钙混合均匀，即得。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，反应条件为常温常压。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，烘干温度为65℃-75℃。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，与铝粉、高氯酸铵和氯化钙的混合时间至少1小时。
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