本发明涉及一种控制nto晶体形貌与粒度的方法，属于材料晶体形貌与粒度控制领域。
背景技术：
单质炸药的晶体形貌对其性能有着巨大的影响，直接关系到单质炸药的应用。往往长径比较小，呈圆球状的炸药要比长径比较大，呈针刺状的炸药感度低，更具有实用价值，且在生产实际中也更加的安全。因此，单质炸药生产过程中的晶体形貌控制就显得格外重要。另外，炸药晶体的粒度直接影响其应用性能，表现在装药、爆速、感度等方方面面，是单质炸药生产过程中另一项重要的质量控制点。
3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮(3-nitro-1,2,4-triazol-5-one，nto)是由manchot和loll在1905年率先合成出来的，随着对高能钝感单质炸药的重视，nto越来越受到人们的关注。直接由反应制得的nto晶体为典型的锯齿状类杆状晶体，易于聚集，严重影响了它的应用。因此，有必要寻求一种nto晶体球形化的精制方法。
重结晶作为一种简单常用的物质提纯和晶体形貌及粒度控制方法，在现代工业生产中大量使用。利用溶质的溶解-结晶原理进行的重结晶过程，给炸药精制提供了一个相对安全的外界环境，这是球磨等粒度控制法所不能给予的；此外，重结晶过程不需要喷雾干燥、超临界流体技术、溶胶-凝胶法等所需的复杂精密的设备。因此，本发明采用降温重结晶的方法制备了大、中、小(d50～500μm、d50～250μm、d50～100μm)三种不同粒度的球状nto晶体，为下一步nto的应用做技术基础。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种控制nto晶体形貌与粒度的方法，该方法利用降温重结晶技术，制备大、中、小(d50～500μm、d50～250μm、d50～100μm)三种不同粒度的球状nto晶体，为下一步nto的应用做技术基础。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种控制nto晶体形貌与粒度的方法，具体步骤如下：
步骤一：将nto溶解在溶剂中，得到溶液a；
所述的溶剂为：制备d50～500μm的球状nto晶体，溶剂为水；制备d50～250μm的球状nto晶体，溶剂为水或体积比为1:1的水-乙醇混合溶剂；制备d50～100μm的球状nto晶体，溶剂为乙醇。
所述nto(g)与溶剂(ml)的料比为：制备d50～500μm和d50～250μm的球状nto晶体时，料比为1:6～1:10；制备d50～100μm的球状nto晶体时，料比为1:13～1:27。
步骤二：持续搅拌状态下，将步骤一所得的溶液a缓慢升温，直至溶质全部溶解；此时，恒温20～40分钟，然后缓慢降至室温，此过程中晶体逐渐析出；抽滤、洗涤、干燥，得到晶体；
步骤三：将步骤二得到的晶体溶解在乙酸乙酯中，晶体(g)与乙酸乙酯(ml)的料比为1:1；在25℃以200～400r/min的速度搅拌30min；再以2～3℃/min的速度将上述混合体系升温至60℃，恒温，以300～500r/min的速度搅拌2～4h；以1～2℃/min的速度将以上混合体系降至25℃；抽滤、洗涤、干燥后得到大、中、小(d50～500μm、d50～250μm、d50～100μm)三种不同粒度的球状nto晶体。
步骤二所述的搅拌速度为：制备d50～500μm的球状nto晶体，搅拌速度为90～100r/min；制备d50～250μm和d50～100μm的球状nto晶体，搅拌速度为200～300r/min；
步骤二所述降至室温的降温速度为：制备d50～500μm和d50～250μm的球状nto晶体，降温速度为1.0～2.5℃/min；制备d50～100μm的球状nto晶体，降温速度为3.5～7.0℃/min。
有益效果
1、本发明的一种控制nto晶体形貌与粒度的方法，可以制备大、中、小(d50～500μm、d50～250μm、d50～100μm)三种不同粒度的球状nto晶体。
2、本发明的一种控制nto晶体形貌与粒度的方法，采用现代工业生产常用的重结晶技术实现对nto晶体形貌与粒度的控制。利用溶剂溶质的溶解-结晶原理进行的降温重结晶过程，给炸药提供了一个相对安全的外界环境，这是球磨等粒度控制法所不能给予的；此外，降温重结晶过程不需要喷雾干燥、超临界流体技术、溶胶-凝胶法等所需的复杂精密的设备。
3、本发明的一种控制nto晶体形貌与粒度的方法，采用水(d50～500μm、d50～250μm的球状nto晶体)、水-乙醇混合溶剂(d50～250μm的球状nto晶体)和乙醇(d50～100μm的球状nto晶体)作为重结晶的溶剂，较为的经济和环保。
附图说明
图1是大粒度(d50～500μm)的球状nto晶体的光学显微图；
图2是小粒度(d50～100μm)的球状nto晶体的光学显微图。
具体实施方式
下面结合实施例与附图对本发明做进一步说明。
实施例1
一种控制nto晶体形貌与粒度的方法，具体步骤如下：
步骤一：将1gnto溶解在8.5ml水中，得到溶液；
步骤二：在90r/min的持续搅拌下，将步骤一所得的溶液缓慢升温，直至溶质全部溶解；此时，恒温30分钟，然后以2℃/min的速度缓慢降至室温，此过程中晶体逐渐析出；抽滤、洗涤、干燥，得到晶体；
步骤三：将步骤二得到的晶体溶解在乙酸乙酯中，晶体(g)与乙酸乙酯(ml)的料比为1:1；在25℃以300r/min的速度搅拌30min；再以3℃/min的速度将上述混合体系升温至60℃，保温，以400r/min的速度搅拌3h；以2℃/min的速度将以上混合体系降至25℃；抽滤、洗涤、干燥后得到大粒度的球状nto晶体。
产物表征：使用光学显微镜以及激光粒度仪对获得的nto晶体的形貌和粒度进行表征。图1为大粒度的球状nto晶体的光学显微图。激光粒度仪的测试结果表明，该产品的中值粒径d50约为500μm。
实施例2
一种控制nto晶体形貌与粒度的方法，具体步骤如下：
步骤一：将1gnto溶解在9ml水中，得到溶液；
步骤二：在250r/min的持续搅拌下，将步骤一所得的溶液缓慢升温，直至溶质全部溶解；此时，恒温35分钟，然后以2℃/min的速度缓慢降至室温，此过程中晶体逐渐析出；抽滤、洗涤、干燥，得到晶体；
步骤三：将步骤二得到的晶体溶解在乙酸乙酯中，晶体(g)与乙酸乙酯(ml)的料比为1:1；在25℃以300r/min的速度搅拌30min；再以2℃/min的速度将上述混合体系升温至60℃，保温，以400r/min的速度搅拌3h；以2℃/min的速度将以上混合体系降至25℃；抽滤、洗涤、干燥后得到中粒度的球状nto晶体。
产物表征：使用光学显微镜以及激光粒度仪对获得的nto晶体的形貌和粒度进行表征。激光粒度仪的测试结果表明，该产品的中值粒径d50约为250μm。
实施例3
一种控制nto晶体形貌与粒度的方法，具体步骤如下：
步骤一：将1gnto溶解在20ml乙醇中，得到溶液；
步骤二：在250r/min的持续搅拌下，将步骤一所得的溶液缓慢升温，直至溶质全部溶解；此时，恒温40分钟，然后以5℃/min的速度缓慢降至室温，此过程中晶体逐渐析出；抽滤、洗涤、干燥，得到晶体；
步骤三：将步骤二得到的晶体溶解在乙酸乙酯中，晶体(g)与乙酸乙酯(ml)的料比为1:1；在25℃以300r/min的速度搅拌30min；再以3℃/min的速度将上述混合体系升温至60℃，保温，以400r/min的速度搅拌3h；以2℃/min的速度将以上混合体系降至25℃；抽滤、洗涤、干燥后得到小粒度的球状nto晶体。
产物表征：使用光学显微镜以及激光粒度仪对获得的nto晶体的形貌和粒度进行表征。图2为小粒度的球状nto晶体的光学显微图。激光粒度仪的测试结果表明，该产品的中值粒径d50约为100μm。
实施例4
nto降温重结晶放大试验
根据nto粒度大小的要求，分别在相应溶剂中开展nto降温重结晶放大试验，制备出大、中、小三种不同粒度级别的球状nto样品，表征结果如下表：
表1大、中、小三种不同粒度的球状nto样品表征结果
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。