HMX颗粒的气相沉积包覆研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中国工程物理研究院化工材料研究所 作者:李茂果

  本文通过真空气相沉积技术,在HMX炸药颗粒表面成功包覆了石蜡和paralene膜,并且在膜较薄情况下实现了包覆度100%。测试了HMX气相包覆颗粒的机械感度和静电火花感度。结果表明,paralene膜由于模量很高,不能降低HMX的机械感度,但石蜡包覆HMX后,对HMX颗粒的机械感度和静电感度的降感效果优于同等石蜡含量的水悬浮法造型粉。同时,DSC实验表明,PC、石蜡对HMX的热分解影响很小,是与HMX良好相容的材料。

  通过包覆来降低炸药的感度,是降低炸药感度的传统方法。几乎在任何一本关于炸药的教科书中都有描述。虽然近年来产生了不少新的降感方法,但是,这种方法是至今为止最具有实用价值的方法。传统上,一般选用的包覆物有小分子如石蜡、石墨、硬脂酸、硬脂酸盐,也有高分子材料,如Kel-F、F2311、F2314、聚氨酯等。事实上,在PBX中,往往两者同时使用,小分子的主要功能是降感,高分子的功能除降感外,同时还具有提高PBX力学性能的作用,如著名的B炸药[1~3]。人们正在用各种新手段和新技术来改进传统的包覆技术,以实现降感、增强力学性能、降低成本等目的。纵观各种新的包覆技术,始终有一个目标:用尽量少的包覆材料实现上述目的。我们认为,要实现上述目标,首先需要达成以下的一个目标:实现炸药颗粒的完整包覆。但是,从发表的文献来看,虽然各种包覆方法各有特点,但是都未实现炸药颗粒的完整包覆。这时因为目前所采用的方法都属于液相包覆。在液态下进行炸药颗粒的包覆,很难克服以下的问题:难以避免颗粒的聚并,从而导致颗粒包覆的不完整。要实现完整包覆,必须另辟蹊径。我们认为,真空气相沉积涂膜技术是实现炸药颗粒超薄包覆和完整包覆的有效手段。真空气相沉积具有独特的优点:气相成膜,能进入到传统涂敷不能到达的任何地方;厚度精确可控,完全一致的覆盖性。为此,本文开展了HMX的真空气相沉积包覆实验探索研究。

  1、实验部分

  1.1、实验设备

  PC2006沉积仪(美国)、粉体沉积旋转装置(自制)、扫描电镜(SEM),AP0LL0300;差热扫描热分析仪(DSC),Perkin-Elmer7型;落锤感度仪,WL-1;摩擦感度仪,WM-1;光电子能谱分析仪(XPS),Thermo公司ESCALAB250。

  1.2、实验材料

  HMX颗粒(40目~60目)、石蜡、paryleneC(PC)。

  1.3、实验

  将少量石蜡放置于PC2006的裂解腔中,再将约2g的HMX颗粒放置于粉体沉积旋转装置中,关闭沉积腔门。抽真空至30mbar以下,开启裂解腔加热装置至设定温度(250℃~300℃),同时打开粉体沉积旋转装置,使其旋转。沉积一定时间后,关闭沉积装置,取出HMX。以类似操作,在HMX上沉积paralene高分子膜。

  结论

  本文通过真空气相沉积技术,在HMX炸药颗粒表面成功包覆了石蜡和paralene膜,并且在膜较薄情况下实现了包覆度100%。实验测试了HMX气相包覆颗粒的机械感度。结果表明,paralene膜由于模量很高,不能实现对HMX的降感,但石蜡包覆HMX后,对HMX颗粒的降感效果优于同等石蜡含量的水悬浮法造型粉。同时,DSC实验表明,PC、石蜡对HMX的热分解影响很小,是与HMX良好相容的材料。

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