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1、中北大学毕业设计开题报告学 生 姓 名： 常鹏程 学 号： 1104054310学院:化工与环境学院专业：特种能源技术与工程设计（论文）题目：RDX/AP 共沉淀技术研究指 导 教 师 : 王建华年月日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资 格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕 业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格 式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴， 完成后应及时交给指导教师签署意见；3文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献” 的书写，应按照
2、国标 GB 771487文后参考文献著录规则的要 求书写，不能有随意性；4学生的“学号”要写全号（如0201140102,为 10 位数）， 不能只写最后2 位或1 位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 740894 数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求， 一律用阿拉伯数字书写。如“2004 年3 月 15 日”或“2004-03-15”；6. 指导教师意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草 书写。毕业设计开题报告1. 选题依据：一、课题研究的目的和意义高氯酸铵（AP）是一种密度大、有效氧含量高的氧化剂，爆轰产物均为气体， 综合性能较好，在混合炸药
3、和推进剂中应用广泛。AP为白色晶体，有潮解性，密度为 1.95g/cm3，相对分子质量为117.49,熔点为350C。高氯酸铵目前广泛地应用于火药、 发射药、推进剂等含能材料中。但AP的机械感度高，导致其与黑索今（RDX）、奥克 托今（HMX）形成的混合炸药机械感度高，在外力作用下容易发生分解和燃烧现象甚至 严重的可能会发生爆炸，限制了 AP在混合炸药和推进剂中的应用。近年来，随着安全 性能要求的不断提高，AP颗粒及其配方的感度性能成为当前研究的重要方向，例如国 外Field等人通过动态加载试验发现AP颗粒在冲击加载后存在断裂破坏；王彩玲等发 现随着AP粒度的减小，其感度逐渐增大；田轩等对AP
4、颗粒冲击后破碎特征进行了分 析，研究表明AP颗粒的破碎以局部脆性断裂为主，存在穿晶断裂现象。因此，采用适 当的方法降低AP的机械感度，实现AP和其他药剂有良好的界面作用，以改善装药过 程中的安定性已经成为主要研究方向。各国的学者都尝试采用各种不同的方法降低AP 的机械感度目前主要有以下几种措施：1、通过各种方法改善晶体形貌，消除晶体的裂纹，气泡，孔洞等缺陷减少晶 体棱角及晶体间的摩擦碰撞，从而达到降低感度的目的。2、采用物理方法改善固体颗粒的性质有学者研究表明药剂的颗粒大小、光滑 度等对其性能有非常大的影响3、采用高效的降感材料对其表面进行包覆，包覆越完整，降感效果越好。二、课题研究方法2.1
5、共沉淀法RDX/AP共沉淀技术研究的主要目的是降低AP的机械感度。本课题采用的是共沉淀 的方法。共沉淀过程是一种物质同另一种物质或多种物质一起沉淀，制备复合颗粒粉体或 多组分聚集晶体的过程。共沉淀方法分为一般分为表面吸附共沉淀、包合（包结）共沉淀和固溶体（混晶）共沉淀二种。(1) 表面吸附共沉淀机理表面吸附共沉淀指由于沉淀物表面的吸附作用产生共沉淀。在等温定压下，由于系 统具有表面积缩小或表面张力降低的自发趋势，使得固体表面具有自动吸能降低表面张 力物质的能力。固体吸附一般分为化学吸附和物理吸附。化学吸附实质是化学反应，吸 附质与吸附剂之间通过近似于化学力的作用而联系。物理吸附是通过分子间力即
6、范德华 力作用使两者连接。物理吸附相对较容易发生，也相对不稳定，容易脱落，是可逆的； 而化学吸附是在特定条件下发生的，吸附作用相对稳定，是不可逆的。(2) 包合共沉淀机理包合共沉淀是指晶体在沉淀过程中，由于晶体间的包合或包结引起的聚集晶体的共 沉淀过程。在晶体的沉淀过程中，晶体表面的外来物或离子来不及离开吸附质而沉淀在 晶体表面，在晶体生长过程中被包合在晶体内部，引起共沉淀。它是在共沉淀过程中以 包合或包藏的形式将一种分子掺杂到另一种分子内部，包含在自身空腔中，形成共沉淀 聚集晶体。形成包合聚集体需具备以下两个条件：吸附质需具有足够大的空穴：外来分子的大小应 与空腔大小相适应。固溶体(混晶)共
7、沉淀机理在共沉淀过程中，共同结晶成均匀的、单一相的混合晶体，称为混晶或固溶体。在 晶体的品格中，部分原子被性质相似的其他离子或原子替代，形成混合晶体。相互取代 的离子或原子需具备以下几个条件：离子半径大小近似；取代前后离子的总电价保持不 变；化学键及其极化性质相近。2.2炸药结晶基本理论对于炸药结晶，要充分考虑其特殊性，要获得爆轰性能好、感度低的高品质炸药颗 粒，需对晶体的粒度、形貌、密度等进行很好控制。粒度溶液开始析晶后晶体的成核和生长是同时发生，晶体的粒度决定于这两个过程的相 对快慢。晶核生成速率指单位时间内单位体积溶液中产生的晶核数，晶体生长速率指单 位时间内晶体某线性尺寸的增加量。可用
8、化学动力学公式表示：晶核生成速率：Y二N = k * ACm核 d 核t晶体生长速率：Y二L二k * ACl长 dt 长式中AC过饱和度；m晶核生成级数；L晶体生长级数；k k分别指晶核生成速率常数和晶体生长速率常数。核长一般，l在12之间，m通常大于2,故m-lO；AC增大，丫增大，利于制备小核颗粒；AC减小，丫上增大，利于制备大颗粒。只要控制溶液的过饱和度，使结晶出现在 长不同的过饱和度区域，即可达到控制结晶粒度的目的。温度温度不但决定结晶过程能否发生还决定晶体是否能长大，这是因为温度直接影响溶 液的过饱和度，而溶液过饱和度是结晶发生和长大的决定因素。温度还会影响结晶母液 的许多性质，如溶
9、液的浓度等，都对晶体的成核和生长有明显影响。一般把结晶的母液分为以下几个状态，即稳定区（不饱和）、介稳区（过饱和）和不稳定区（超饱和）。r/c伺1-4落液状态图在稳定区溶液是不能析晶的，而在不稳定区由于过饱和度太大不利于晶体的生长， 所以要想对晶体的生长以及形貌进行较好控制，必须把结晶过程控制在介稳区。介稳区 又分为第一介稳区和第二介稳区，在第一介稳区由于缺乏结晶推动力，需靠外界施加推 动力，如加入晶种可以为重结晶提供晶核，炸药分子便围绕着晶核迅速生长。但此时晶 体既有继续长大的趋势，又有溶解的趋向，要想维持晶体的生长趋势，需保持合适的过饱和度，可继续加入晶种或适当调节温度来诱导其重结晶。三、
10、课题研究思路和方案设计黑索金（RDX）是无色结晶，不溶于水，微溶于乙醚和乙醇，化学性质比较稳定，机 械感度较低。黑索金是负氧平衡炸药，OB=-21.6%。在黑索金结晶过程前，加入高氯酸 铵晶体作为晶种进行共沉淀，将黑索金包覆在高氯酸铵外部，改变高氯酸铵的性能，而 且高氯酸铵是含氧量高的氧化剂，黑索金包覆后氧平衡改变，提高了能量。通过参考黑 索金在环己酮冷却结晶工艺，设计的方案如下：3.1药品RDX工业品；环己酮，AP晶体，分析纯：去离子水，自制。3.2共沉淀过程称取一定量的RDX粗品，放入250mL圆形结晶瓶中，按比例加入环己酮；将结晶 瓶放入水浴锅中，装好搅拌装置、冷凝器和温度计；开启搅拌，
11、将结晶瓶加热到预定的 结晶起始温度，使RDX溶解，恒温半小时；按预先确定的溶剂比例加入去离子水；按设定的操作曲线降温，降至析晶点时恒温 l小时，在结晶瓶中加入少量AP晶体，之后继续按曲线降温；降至不同的温度后，过滤, 洗涤，干燥，得RDX/AP晶体。分析晶体看RDX是否将AP完全包覆。33仪器与测试用ZL-2型自动张力仪对得到的晶体进行表面张力测试；用TM10 0 0 型扫描电子显微镜对样品的形貌进行观察；采用Thermo VG250X射线光电子能谱 仪（XPS ）对样品的表面元素含量进行分析；样品的机械感度按照GJB772A 19977的方法分别在摩擦感度仪（实验条件为90摆角，25 mg药
12、量，3.92MPa）和撞 击感度仪（实验条件为10kg落锤，落锤高25 cm，50mg药量）上测试；浇注配方的 药片摩擦感度也按GJB772A 1997的方法602.1进行（实验条件为66。摆角， 20mg 药量，2,o 45MPa，药片直径 6mm、厚（0.55 0.05） mm，每组 25 发）。参考文献1 叶毓鹏炸药结晶工艺学及其应用M.北京：兵器工业出版社，1995.2 黄亨建，董海山，张明，等添加剂与RDX的界面作用及对撞击感度的影响的研J 爆炸与冲击，2003, 23 (2)： 169 1723 陈敬中.现代晶体化学一理论与方法M.北京：高等教育出版社，2011.4 钱逸泰.晶体化
13、学导论M.合肥：中国科学技术大学出版社.1999.5 姚连增.晶体生长基础M.合肥：中国科学技术大学出版社.1995.6 于海涛.化学分离提纯技术M.北京：化学工业出版社，2012.7 炸药试验方法，中国国家军用标准，GJB772A 1997,兵器工业总公司，1997.毕业设计开题报告2. 设计方案：XXXXXXXXC 小 4 号宋体，1.5 倍行距）xxxxxxxxxxxxxxxXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXX。可根据需要自行加页。阐明该设计的具体内容，方法，进度安排等。附件：参考文献注释格式学术期刊 作者论文题目J 期
14、刊名称，出版年份，卷（期）：页次 如果作者的人数多于 3 人，则写前三位作者的名字后面加“等”，作者之间以逗号 隔开。例如：1 李峰，胡征，景苏等.纳米粒子的控制生长和自组装研究进展J.无机化学学报， 2001, 17（3）: 3153242 J.Y.Li， X.L.Chen，H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorodsJ. Journal of Crystal Growth, 2001,233:5 7学术会议论文集作者论文题目文集编者姓名学术会议文集名称C,出版地：出版者，出版年份：页次例如：3 司宗国 谢去病 王群重子湮没快度关联的研究见赵维勤，高崇寿编
15、第五 届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集C,北京：中国高等科学技术中心，1996： 105图书 著者书名M 版本出版地：出版者，出版年页次 如果该书是第一版则可以略去版次。例如：4 韩其智 孙洪洲群论M 北京：北京大学出版社，1987 101学位论文 作者论文题目D 学士（或硕士、博士）学位论文出版地：出版者， 出版年份例如：5 陈异纳米粒子形貌控制研究D.硕士学位论文.北京：中国科学院,2002 专利 专利所有者专利名称P.专利国别：专利号，日期.例如：6 姜锡洲.一种温热外敷药制备方案P.中国专利：881056073, 1989-07-26. 报纸类 作者篇名N.报纸名，出版日期（版次）7 李大伦.经济全球化的重要性N.光明日报，19981227 （3）
