【摘 要】
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含能材料作为具有重要战略地位的特种能源材料,被广泛应用于国防与民用工业。然而这类物质的热分解往往存在自催化特性,在储运过程中易受引发而造成热失控。因此,研究它们在密闭条件下的热危险性,对其实际储存、运输过程的安全操作提供参考依据具有重要意义。这里选取3种常用的硝基化合物:改性硝基胍（M-NQ）、三氨基三硝基苯（TATB）、二氨基二硝基乙烯（FOX-7）作为研究对象,开展DSC测试获得热分解特性与分
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含能材料作为具有重要战略地位的特种能源材料,被广泛应用于国防与民用工业。然而这类物质的热分解往往存在自催化特性,在储运过程中易受引发而造成热失控。因此,研究它们在密闭条件下的热危险性,对其实际储存、运输过程的安全操作提供参考依据具有重要意义。这里选取3种常用的硝基化合物:改性硝基胍（M-NQ）、三氨基三硝基苯（TATB）、二氨基二硝基乙烯（FOX-7）作为研究对象,开展DSC测试获得热分解特性与分解反应类型;分别运用Friedman方法和模型拟合方法求解动力学模型及参数;接着进行ARC测试获取放热特性,利用ARC数据与模型绝热预测数据进行比较;最后基于获得的动力学模型预测热安全参数。DSC测试表明,与原料NQ相比,M-NQ具有更低的起始分解温度、更高的比放热量;M-NQ、TATB、FOX-7的热分解主要分为两个阶段,其中M-NQ、FOX-7的两步热分解均存在自催化特性,而TATB仅第二步分解存在自催化特性。根据Friedman方法求得M-NQ、TATB、FOX-7的活化能分别在40k J/mol～109k J/mol、90k J/mol～208k J/mol和203k J/mol～433k J/mol的范围内变化,表明分解机理复杂;基于模型拟合方法求解动力学的结果表明,M-NQ与FOX-7的热分解均符合两步连续自催化反应模型,TATB的热分解则可以由“N级与自催化”的两步平行反应动力学模型描述。ARC测试表明,它们在绝热条件下的热分解过程均产生大量不凝性气体,且呈现自催化分解特性;基于ARC实测数据与基于动力学模型的绝热预测数据的对比结果,发现两者的曲线较为接近。热安全参数预测结果表明,在相同装载量与包装的情况下:SADT（M-NQ）<SADT（FOX-7）<SADT（TATB）;它们在理想绝热条件下的绝热诱导期均受起始温度的影响,且TD24（M-NQ）<TD24（FOX-7）<TD24（TATB）;在到达相同指定转化率的等温条件下:TCL（M-NQ）<TCL（TATB）<TCL（FOX-7）。总的来说,TATB的热稳定性最好,M-NQ的热稳定性最差。综上所述,它们在储存与运输过程中应防止阳光曝晒,严格控制储运温度,并与易燃可燃等危险物隔离存放。
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