高氯酸铵的热分解.pdf

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1、第8卷第2期含能材料VOi.8，NO.22000年6月ENERGETICMATERIALSJune，2000!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：1006-994（12000）02-0075-05高氯酸铵的热分解111112刘子如，阴翠梅，孔扬辉，赵凤起，罗阳，向海（1.西安近代化学研究所，陕西西安710065；2.成都飞机公司，四川成都610091）摘要：用差热分析及其与FTIR联用技术研究了两种粒度高氯酸铵（AP）的热分解过程，提出了AP晶体分解的“局部化学

2、”现象，通过FTIR实时跟踪检测气体产物，并结合文献报道，提出了AP两个阶段分解的不同机理。关键词：高氯酸铵（AP）；热分解机理；局部化学中图分类号：0613；0657；V512.2文献标识码：AFTIR分析：美国NicOiet750型分析仪，原位气体槽1引言及与TGA连接的产物气体流入管道被加热保持在约-1高氯酸铵（AP）是复合固体推进剂常用的氧化剂，185C，载气流速为100mi/min，波数分辨率为4cm。AP的热分解对固体推进剂的燃烧过程有很大的影响。3结果与讨论自1940年至今，有关学者对它的热分解开展了广泛研［1，2］［3］究。近年来Briii教授采用

3、快速加热、高压、原位3.1AP分解的DTA与TG-DTG分析红外技术，跟踪检测AP分解的实时产物，提出了AP两种粒度AP的TG-DTG和DTA曲线（图1和图分解的某些关健步骤。本实验用热分析技术研究了2）表明大粒度AP的热分解过程与小粒度不同。大粒AP晶体分解的局部化学过程，并用热重分析（TGA）与度AP有两个分解阶段，第一阶段DTA峰温为313C，快速扫描傅利叶变换红外（RSFTIR）联用技术，实现了DTG峰温为306.5C，失重约22.0%；第二阶段DTA分解过程的质量损失与气体产物同时检测的实时跟峰温为365.8C，DTG峰温为346.9C。小粒度AP没踪，

4、探索了AP的热分解机理。有发现第一阶段的明显分解，只有第二阶段的分解，其峰温与大粒度第二阶段的基本相符，DTA和DTG上分2实验别为364.3C和349.8C。DTA上246~246.5C的吸2.1样品热峰是斜方晶系转变为立方晶系的转晶峰。AP的两种粒度分别为2!m和80~120!m。为进一步了解不同粒度对AP分解过程的影响，2.2设备与实验条件我们进行了AP转晶（246C）前230C下的等温热重差热分析（DTA）：YCR-1型压力DTA仪（北京光分析，结果见图3。从图3可知，大粒度AP在20min学仪器厂），升温速率为10C/min，静态空气气氛，铝后开始失重，

5、至62min这一过程完成，失重约30%。池，不加盖，试样量约为1m。62min后无明显失重，说明在恒温过程中大粒度AP完TGA及其与RSFTIR联用：TGA2950型热重分析成了第一（低温）阶段分解。小粒度AP直至90min还仪（美国TA公司），升温速率为10C/min，氮气流动气没有明显分解，只失重了约3%，这可能是AP少量升氛，铝制样品皿。单独的TGA试验，试样量约2m，华失重。观察二者的固体残渣，发现小粒度AP外观TGA-FTIR联用时的试样量约为7m。与原始样品几乎无差别，其DTA曲线与原样品相同；大粒度AP的残渣为多孔、疏松白色固体，体积有所膨收稿日期：

6、2000-01-31；修回日期：2000-04-14胀，其DTA曲线与原样品有所不同，低温分解峰已消作者简介：刘子如（1940-），研究员，博导，从事火炸药热化学、失。以上事实再次证明粒度对AP热分解的影响。热分解动力学的热分析研究。76含能材料第8卷ab图lAP分解的TG-DTG曲线Fig.lTG-DTGcurvesfordecompositionofAP图2AP分解的DTA曲线（0.lMPa）图3两种粒度AP在230C的恒温TG曲线Fig.2DTAcurvesofdecompositionforAP（0.lMPa）Fig.3IsothermaITGcurves

7、oftwoparticIessizeAPat230C3.2TGA-FTIR联用分析的增加而增加。图5表明，-N20的红外吸收强度出大粒度AP试样在TGA2950型热重分析仪上产生现两个极大值。这与图la中DTG曲线的两阶段分解-l的气体经一加热管道（保温约l85C）由载气N带入是完全一致的。分解的第一阶段-N0在l908cm2的吸收不明显，而在第二阶段可检测到它的存在。保持同样温度的IR气体原位池中。以光谱采集速率-l-l2700~30l2cm之间的HCI两个区域的吸收强度在l6fiIes·min跟踪测定试样在TGA上的分解放气过AP分解的第一阶段（TG-DTG上

8、33lC之