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碳纳米材料独特的微观形貌,以及优异的机械强度、导电和导热性能,可以被用于含能材料降感研究。高能单质炸药HMX和CL-20因为高的感度和低的安全性,导致它们的实际应用受到严重阻碍。为降低高能单质炸药的感度,含能工作者们也做了一些降感实验工作,但是,将碳纳米材料应用于高能单质炸药降感的报道甚少,或者降感效果不佳。鉴于此,本论文通过对原始的碳纳米材料进行还原和硝基衍生化,来探究其对高能单质炸药HMX和CL-20的包覆降感,以期得到高能钝感的HMX和CL-20。同时也对钝感效果较好的降感配方,进行包覆降感机理研究,主要研究工作分为以下四个部分。(1)用富勒烯C60作为原料,制备硝基富勒烯NC60衍生物钝感剂,通过水悬浮法对单质炸药HMX和CL-20进行包覆,并分析单质炸药原料和制备样品的形貌组成、感度以及热性能。结果发现,NC60可以包覆单质炸药并使其降感,当1%质量含量的NC60被添加时,可使CL-20的撞感爆炸概率降到52%,当NC60的百分含量升到3%时,则可使HMX的撞感爆炸概率降到68%,可以发现NC60对CL-20的降感效果优于对HMX的降感。同时NC60钝感剂的加入也会对HMX和CL-20的热解过程有催化作用。(2)用石墨烯Gr作为原料,制备硝基石墨烯NG衍生物钝感剂,通过溶剂非溶剂法和溶剂挥发法分别对单质炸药HMX和CL-20进行包覆,并表征单质炸药原料和制备样品的形貌组成、感度以及热性能。结果表明,NG也可以包覆单质炸药并使其降感,添加质量分数3%的NG,可使HMX和CL-20的撞感爆炸概率分别降到16%和75%,发现NG对HMX的钝感效果优于对CL-20的钝感。除此之外,NG钝感剂的加入也会对单质炸药的热解过程有催化作用。(3)用氧化石墨烯GO和石墨G共同作为原料,通过水合肼一步原位还原,对单质炸药HMX和CL-20进行降感研究。分析单质炸药和制备样品的形貌组成、感度以及热性能,结果表明,还原氧化石墨烯rGO和G能很好包覆单质炸药,并使炸药降感。添加2%质量分数的GO,通过还原并对单质炸药包覆,可使HMX和CL-20的撞感爆炸概率分别降到16%和40%。当同时加入1%质量含量的GO和1%的G,经过还原包覆,则可使HMX的撞感爆炸概率降到8%,摩感爆炸概率降到0%,而CL-20的撞感爆炸概率可降到0%。rGO和G对HMX的降感效果较好,要优于对CL-20的降感。同时rGO和G钝感剂的加入对单质炸药HMX和CL-20的热解作用也不同,对于HMX表现出微弱的催化,而对CL-20则会增加其稳定性。(4)以rGO对单质炸药HMX的钝感为例,结合现有降感理论,探究rGO对HMX的降感机理。可初步推测rGO对HMX的降感符合稀释-润滑机理,即包覆在HMX晶体表面的rGO可以传导并分散外部刺激产生的热量,从而可以稀释炸药因为应力集中而产生的热量;同时rGO自身所特有的层状结构,在面临外部机械摩擦刺激时,可以很容易产生滑动,并达到很好的润滑效果。通过表面rGO的稀释和润滑作用,可以充分减少炸药产生的热点,进而实现对单质炸药HMX的钝感。