一种耐热含能材料及其制备方法与流程

本发明涉及一种对空武器爆破弹用耐热含能材料及其制备方法，属于含能材料领域。

背景技术：

对空武器爆破弹是以弹丸的炸药装药爆炸产生的爆轰产物和冲击波破坏目标的炮弹，其破坏作用由弹丸对目标的侵彻作用和爆破作用完成。

所装弹药、飞行器高速飞行时因空气动力效应而产生的高温、空间低压以及速射武器在连发时产生的膛内高温，迫切需要耐高温的含能材料。

如果使用tatb作为弹药装药的对空武器爆破弹，由于tatb的氧平衡为-55.81％，爆炸后生成较多量的碳，爆热较小，如果这些碳充分燃烧，爆热更为理想，爆轰效果更佳。

技术实现要素：

针对于tatb炸药的不足，本发明提供一种耐热含能材料及其制备方法。

具体的：一种耐热含能材料，以质量百分比计，组分组成为：70％-75％tatb、15％-20％高能添加剂铝粉、4％-5％氧化剂高氯酸铵、2％-3％粘结剂氟树脂和3％-4％氯化钙。

所述tatb的堆积密度大于等于0.6g·cm^-3，铝粉的粒度大于60um，小于100um。

高氯酸铵、氟树脂和氯化钙均为白色粉末状固体。

一种耐热含能材料的制备方法，按70％-75％的配比将tatb加入水中，加入氟树脂的乙酸乙酯饱和溶液分散乳液，水悬浮造粒，过滤，烘干后，再与铝粉、高氯酸铵和氯化钙混合均匀，即得。

进一步的，反应条件为常温常压。

进一步的，烘干温度为65℃-75℃。

进一步的，与铝粉、高氯酸铵和氯化钙的混合时间至少1小时。

perdew-burke-ernzerhof(pbe)色散校正方法计算tatb-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料，最稳定体系的理论能量为-398.207681a.u.，吸附作用能为-15.87ev，在fermi能级附近，铝的p轨道对总体系价带和能量较高的满带贡献较大。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过水悬浮造粒技术制备的含粘结剂氟树脂的tatb-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料，在tatb粘结含能材料中，加入15％-20％高能添加剂铝粉、4％-5％氧化剂高氯酸铵和3％-4％氯化钙制得tatb-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料，试验测试表明，该材料的爆炸能量提高15％-25％。爆热可达1364.7j·g^-1-1491.2j·g^-1，爆速可达9.28km·s^-1-9.84km·s^-1。

所制备的tatb-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙含能材料的耐热性较好，在330℃仍具有较好的稳定性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为tatb的不同质量百分比与爆速关系图。

图2为tatb的不同质量百分比与爆热关系图。

图3为实施例1中tatb-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料的热重曲线图。

图4为实施例2中tatb-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料的热重曲线图。

图5为实施例3中tatb-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料的热重曲线图。

具体实施方式

如图1-5所示，一种耐热含能材料，以质量百分比计，组分组成为：70％-75％tatb、15％-20％高能添加剂铝粉、4％-5％氧化剂高氯酸铵、2％-3％粘结剂氟树脂和3％-4％氯化钙。

其中，tatb的堆积密度大于等于0.6g·cm^-3，铝粉的粒度大于60um，小于100um。

高氯酸铵、氟树脂和氯化钙均为白色粉末状固体。

一种耐热含能材料的制备方法，按70％-75％的配比将tatb加入水中，加入氟树脂的乙酸乙酯饱和溶液分散乳液，水悬浮造粒，过滤，烘干后，再与铝粉、高氯酸铵和氯化钙混合均匀，即得。

其中，反应条件为常温常压。

其中，烘干温度为65℃-75℃。

其中，与铝粉、高氯酸铵和氯化钙的混合时间至少1小时。

实施例1：

按质量配比tatb∶铝粉∶高氯酸铵∶氟树脂∶氯化钙为74∶16∶3∶3∶4制备耐热含能材料，将740gtatb分散于水中，加入氟树脂(30g)的乙酸乙酯饱和溶液分散乳液，常温常压下水悬浮造粒，过滤，65℃-75℃烘干，在混药盘中与160g粒度为60-100um的铝粉、30g白色粉末高氯酸铵和40g白色粉末氯化钙均匀混合1小时，即得tatb-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料。

性能效果：爆热1436.3j·g^-1，爆速可达9.65km·s^-1，330℃具有较好的耐热稳定性。

实施例2：

按质量配比tatb∶铝粉∶高氯酸铵∶氟树脂∶氯化钙为72.65∶16.35∶4∶4∶3制备耐热含能材料，将726.5gtatb分散于水中，加入氟树脂(40g)的乙酸乙酯饱和溶液分散乳液，常温常压下水悬浮造粒，过滤，65℃-75℃烘干，在混药盘中与163.5g粒度为60-100um的铝粉、40g白色粉末高氯酸铵和30g白色粉末氯化钙均匀混合1小时，即得tatb-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料。

性能效果：爆热1455.8j·g^-1，爆速可达9.43km·s^-1，330℃具有较好的耐热稳定性。

实施例3：

按质量配比tatb∶铝粉∶高氯酸铵∶氟树脂∶氯化钙为70∶15∶5∶5∶5制备耐热含能材料，将700gtatb分散于水中，加入氟树脂(50g)的乙酸乙酯饱和溶液分散乳液，常温常压下水悬浮造粒，过滤，65℃-75℃烘干，在混药盘中与150g粒度为60-100um的铝粉、50g白色粉末高氯酸铵和50g白色粉末氯化钙均匀混合1小时，即得tatb-铝粉-高氯酸铵-氟树脂-氯化钙耐热含能材料。

性能效果：爆热1488.7j·g^-1，爆速可达9.30km·s^-1，330℃具有较好的耐热稳定性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种耐热含能材料及其制备方法，以质量百分比计，组分组成为：70％‑75％1，3，5‑三氨基‑2，4，6‑三硝基苯(TATB)、15％‑20％高能添加剂铝粉、4％‑5％氧化剂高氯酸铵、2％‑3％粘结剂氟树脂和3％‑4％氯化钙。本发明所提供的耐热含能材料爆热可达1364.7J·g‑1‑1491.2J·g‑1，爆速可达9.28km·s‑1‑9.84km·s‑1，且在330℃仍具有较好的稳定性。

技术研发人员：赵国政
受保护的技术使用者：山西师范大学
技术研发日：2018.08.08
技术公布日：2018.11.20