[發(fā)明專利]一種推進劑物料中HNIW晶型轉晶率原位分析方法

在審

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• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN112067612A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 陳智群;武宗凱;欒潔玉;王瓊;王明;周文靜;康瑩;劉可;王民昌;張皋;常海;蘇鵬飛
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/65
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王孝明

本發(fā)明提供了一種推進劑物料中HNIW晶型轉晶率原位分析方法，該方法包括以下步驟：步驟一、試樣密實平整地置于載玻片上：步驟二、光學顯微鏡下確定晶體區(qū)域：步驟三、顯微拉曼對晶體原位測試獲得HNIW拉曼譜圖：步驟四、單晶拉曼數(shù)據(jù)獲取，晶型識別，統(tǒng)計轉晶率，根據(jù)轉晶率分析推進劑物料中的HNIW晶型轉晶率；步驟401，單晶的標準拉曼譜圖獲取：制備ε?HNIW單晶、α?HNIW單晶和γ?HNIW單晶，ε?HNIW單晶、α?HNIW單晶和γ?HNIW單晶經X射線單晶衍射儀確證晶體結構后，將單晶置于顯微鏡下，測試拉曼光譜獲得晶型標準拉曼譜圖；步驟402，晶型識別；步驟403，轉晶率統(tǒng)計。本發(fā)明的方法效率高、檢出限低、準確可靠、切實可行。

技術領域

本發(fā)明屬于炸藥領域，涉及六硝基六氮雜異伍茲烷，具體涉及一種推進劑物料中HNIW晶型轉晶率原位分析方法。

背景技術

高能量密度材料六硝基六氮雜異伍茲烷(HNIW，CL-20)應用于推進劑，使其能量大幅度提升，但是由于HNIW為多晶型化合物，受工藝過程接觸的溶劑、組分以及溫度加載，以ε晶型作為原料輸入配方和工藝中，可能存在ε→γ、ε→α轉晶問題。由于不同晶型炸藥性質各有差異，包括密度、感度、穩(wěn)定性、燃燒性能等，因此，保持ε-HNIW在推進劑配方工藝過程的晶型穩(wěn)定性是推進劑配方工藝設計關鍵質量指標。

含HNIW推進劑配方組分涉及氧化劑高氯酸銨、黑索今、奧克托今等；增塑劑吉納、硝化甘油等；催化劑；粘合劑聚丁二烯、疊氮聚醚、硝化棉等；固化劑異氰酸酯類；鋁粉；炭黑。含HNIW推進劑工藝過程接觸水、溶劑等；固化溫度70℃～80℃；烘干溫度100℃～105℃。

配方工藝中HNIW與其它組分接觸及溫度加載下，是否對HNIW晶型影響，以最優(yōu)晶型的ε-HNIW為推進劑原料輸入，發(fā)生轉晶的機制為：(1)ε-HNIW在高溫下轉晶為γ晶型，如：ε-HNIW在DSC的10℃/min升溫速率時157℃出現(xiàn)轉晶；(2)ε-HNIW在極性溶劑或含水體系轉晶為α晶型，ε-HNIW在熔化的吉納中，再冷卻發(fā)生轉晶γ晶型。(3)配方中的鋁粉、炭粉為吸熱型組分，加熱中更易吸熱，造成局部過熱使ε晶型轉為γ晶型。

顯微鏡被廣泛用于晶體的微觀形貌觀察，但通常只能獲得物質表面形態(tài)的圖像，卻不能識別晶體的化學特性。晶體結構的分析通常采用傅里葉變換紅外光譜、X射線衍射技術來實現(xiàn)，不同晶型對應不同譜圖，對比標準樣品譜圖判斷晶型，但常規(guī)紅外、衍射的檢測區(qū)域較大(3mm～5mm)，對于復合體系試樣一般測試得到是多組分疊加譜。相對常規(guī)紅外光譜、X射線衍射而言，激光共聚焦拉曼光譜可以測試更小的區(qū)域，其最小檢測粒徑可以達到0.8μm，可實現(xiàn)復雜體系晶體的原位分析，消除其它化學成分的干擾。復合體系的推進劑物料在衍射、紅外晶型分析，從復合體系多組分加合光譜中分辨HNIW晶型特征，存在其它組分干擾，造成準確度較低的缺陷。

目前對推進劑各工序物料中HNIW晶型原位測試尚無有效的方法，現(xiàn)有的論文采用傅里葉變換紅外光譜、X射線衍射技術來實現(xiàn)，但常規(guī)紅外、衍射的檢測區(qū)域較大(3mm～5mm)，對于復合體系試樣一般測試得到是多組分疊加譜，識別晶型準確度低，無法實現(xiàn)對微米尺度晶體晶型的原位鑒定，主要原因在于：(1)應用的HNIW顆粒度微米級，較難準確定位；(2)即使實現(xiàn)了準確定位，也無法同時實現(xiàn)微米級的原位分析。相對常規(guī)紅外光譜、X射線衍射而言，激光共聚焦拉曼光譜可以測試更小的區(qū)域，其最小檢測粒徑可以達到0.8μm，可實現(xiàn)復雜體系晶體的原位分析，消除其它化學成分的干擾。

申請公布號為CN111122633A，專利名稱為“基于掃描電鏡-拉曼技術原位鑒定固體表面納米塑料顆粒的方法”的中國專利，可以原位識別納米級塑料，卻因為塑料與HNIW晶體化學特性不同，不能識別晶體的化學特性。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種推進劑物料中HNIW晶型轉晶率原位分析方法，以解決現(xiàn)有技術中無法針對微米尺度的HNIW晶型進行原位分析的技術問題。