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DNTF结晶过程研究认领

被引量： 5

作者：

侯欢

学位授予单位：

中北大学

摘要：

DNTF,学名为3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱,是一种新型高能量密度材料,具有熔点低、密度高、感度高等特性,其综合性能优于HMX接近CL-20,成为含能材料研究领域备受关注的研究方向之一。随着我国武器装备的发展,高品质的DNTF需求量不断增加。目前工业合成的DNTF粒度分布不均匀、形貌不规则。因此,本论文对DNTF的结晶过程进行系统的理论分析和实验研究。采用激光动态法测定了在298.15?338.15K的温度范围内,DNTF在乙酸、1,2-二氯乙烷纯溶剂以及乙酸-水二元混合溶剂中的溶解度和超溶解度,得到DNTF在不同溶剂中的介稳区,讨论了溶剂组成和温度对溶解度、介稳区的影响。对照Apelblat、(CNIBS)/Redlich-Kister以及Jouyban-Acree经验方程对溶解度数据进行了关联,建立了溶解度模型。同时,利用溶解度数据估算得到不同溶剂体系中DNTF的溶解焓、溶解熵、溶解吉布斯自由能、固液表面张力以及表面熵因子。采用间歇动态法分别对DNTF的冷却和溶析结晶过程进行了理论分析和实验测定。以粒数衡算方程为基础,处理动力学实验数据。根据晶体粒数密度分布图可知,粒径与粒数密度对数成线性关系,说明DNTF结晶过程晶体的生长属于粒度无关模式,可以用粒度无关生长速率模型来描述DNTF晶体的生长过程。采用多元线性最小二乘法回归由实验测定的结晶成核和生长动力学相关数据,得到了DNTF结晶生长速率方程以及成核速率方程。并分析讨论了过饱和度、悬浮密度、温度、搅拌转速等对结晶过程的影响。本研究为DNTF结晶工艺优化以及工业放大提供一定的基础数据和理论指导,使工业结晶不仅能获得预期粒度的晶体产品,而且满足产品质量、收率的要求。

摘要译文

关键词：

DNTF; 结晶; 结晶热力学; 结晶动力学; 介稳区; 溶解度

学位年度：

2016

学位类型：

硕士

学科专业：

化学工艺

导师：

王建龙

中图分类号：

TQ560.1[基础理论]

学科分类号：

081702[化学工艺];082605[特种能源工程]