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催化剂是改善火炸药热分解特性和燃爆性能的主要手段,而纳米催化剂的催化活性和选择性较传统催化剂有很大优势,纳米金属催化剂作为固体推进剂的重要组成部分,使得固体推进剂的热分解特性和燃爆性能均有明显改变。HMX是一种爆轰性能非常好的单质炸药,被广泛应用在固体推进剂、发射药以及混合炸药中,而铝粉作为推进剂主要成分之一,其含量、粒度等物理因素对HMX的热分解特性和燃爆性能有直接影响,因此用纳米铝粉代替微米铝粉有着非常好的应用前景。本文首先对HMX进行研究,从热分解动力学和热安全性两个方面对HMX进行了深入的探讨;然后通过对比微米铝粉和纳米铝粉对HMX热分解动力学的影响,着重研究了纳米铝粉对HMX热分解动力学的影响。通过对HMX和HMX+Al样品的非等温TG-DSC分析,发现HMX是一种典型的“熔融分解”型物质,分解和熔融同时进行,相态变化引起反应加速,导致HMX的自加热和自催化非常明显。微米铝粉对HMX热分解的影响微乎其微,而纳米铝粉对HMX的热分解有较好的催化作用;当纳米铝粉质量分数为40%时,催化效果最佳。从4方面分析了纳米铝粉催化HMX的热分解机理。采用Popescu法推断出HMX和HMX+40%Al样品的热分解机理函数、热分解反应机理、函数积分形式和微分形式以及放热分解反应的动力学方程。考察lnA和E之间的动力学补偿效应,发现HMX和HMX+40%Al样品在不同条件(升温速率不同)和不同方法求得的lnA和E有非常好的动力学补偿效应。计算了HMX与HMX+40%Al样品的热爆炸临界温度Tb和自加速分解温度TSADT的值,HMX+40%Al样品的热爆炸临界温度Tb和自加速分解温度TSADT较HMX都有所降低;计算了HMX与HMX+40%Al样品的热力学参数活化熵ΔS≠,活化焓ΔH≠和活化自由能ΔG≠的值,HMX+40%Al样品的热力学参数活化熵ΔS≠、活化焓ΔH≠较HMX都有所降低,而活化自由能ΔG≠没有明显变化。