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本文成功设计并制备了一类新型的潜在绿色起爆药:Al/Fe2O3-RDX纳米复合物,在对其反应特性有重要影响的基本组分(纳米Fe2O3、Al/Fe2O3)性能研究的基础上,研究了该纳米复合物在起爆药领域应用的相关反应特性,并对其在桥丝雷管中的应用性能进行了评价。论文的主要研究内容如下:(1)基于sol-gel原理,结合超临界技术制备了高比表面积的纳米Fe2O3;研究了sol-gel制备工艺、超临界工艺参数对纳米Fe2O3凝胶结构和性能的影响,并分析了sol-gel反应机理;通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、比表面积及孔分析等表征方法研究了煅烧温度对纳米Fe2O3的晶型、形貌、孔结构等性能的影响;获得了不同比表面积和孔结构的纳米Fe2O3粉体。(2)采用超声复合技术,并调节纳米Al、纳米Fe2O3和超细RDX的化学计量比,获得了不同组成的Al/Fe2O3纳米铝热剂和Al/Fe2O3-RDX纳米复合物。采用高速相机法,在弱约束条件下研究了Al/Fe2O3纳米铝热剂在石英玻璃管中的燃烧反应行为,得到了燃烧速率与管径、装药密度、纳米铝热剂中Al:Fe2O3平衡比、Fe2O3比表面积之间的关系,并对Al/Fe2O3纳米铝热剂在弱约束条件下的燃烧反应传播机理进行了分析,获得了具有高燃速的Al/Fe2O3纳米铝热剂。(3)基于热反应动力学原理,通过差示扫描量热法(DSC)研究了不同升温速率下Al/Fe2O3纳米铝热剂和Al/Fe2O3-RDX纳米复合物的热性能,得到了Al/Fe2O3-RDX纳米复合物的热反应动力学(Kissinger)方程。在此基础上,提出了Al/Fe2O3-RDX纳米复合物的热催化反应机理,为Al/Fe2O3-RDX纳米复合物的快速燃烧转爆轰在理论上奠定了基础。(4)基于猛炸药燃烧转爆轰理论,采用高速相机法研究Al/Fe2O3-RDX纳米复合物在石英玻璃管(或有机玻璃管)中的燃烧及燃烧转爆轰性能,探讨了管材、管径及组分对点火条件、燃烧、燃烧转爆轰过程的影响。建立了纳米复合物燃烧转爆轰过程的物理模型,分析了其燃烧转爆轰机理,获得了具有快速燃烧转爆轰性能的Al/Fe2O3-RDX纳米复合物。(5)通过DSC研究了Al/Fe2O3-RDX纳米复合物的热稳定性能,测试了其机械感度、静电感度、火焰感度及桥丝感度,探讨了其感度与组分(Fe2O3、RDX)粒度、组分含量之间的变化规律,获得了具有不同感度和爆轰威力的Al/Fe2O3-RDX纳米复合物,并得到了其在起爆药应用领域的感度性能。(6)对装填于电爆管中的Al/Fe2O3-RDX纳米复合物的性能进行了评价,得到了纳米复合物的发火性能及对电爆管的毁伤效果;通过密闭爆发器研究了纳米复合物的定容燃烧性能,探讨了复合物的组成、分散溶剂、Fe2O3比表面积、装填压力对定容燃烧时的点火延迟时间、前沿时间、燃烧最大压力的影响,提出了定容燃烧最大压力与复合物中RDX含量的函数关系式,并对相关影响因素进行了分析,获得了其在桥丝雷管中的装药性能。