CN112067596B - 一种发射药中hniw晶型转晶率原位分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发射药中HNIW晶型转晶率原位分析方法,该方法包括以下步骤:步骤一、试样切片置于载玻片上:步骤二、光学显微镜下确定晶体区域:步骤三、显微拉曼对晶体原位测试获得HNIW拉曼谱图:步骤四、标准晶体拉曼数据获取,晶型识别,统计转晶率;步骤401,标准晶体的标准拉曼谱图获取:制备标准ε‑HNIW晶体、标准α‑HNIW晶体和标准γ‑HNIW晶体,将标准晶体置于显微镜下,测试拉曼光谱获得晶型标准拉曼谱图;步骤402,晶型识别;步骤403,转晶率统计。本发明的方法效率高、检出限低、准确可靠、切实可行。
Description
技术领域
本发明属于炸药领域,涉及六硝基六氮杂异伍兹烷,具体涉及一种发射药中HNIW晶型转晶率原位分析方法。
背景技术
含HNIW高能发射药由于加入六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW,CL-20),该类高能发射药能量达到大幅度提升。HNIW为多晶型化合物,仅ε型在流散性、安全性较优。ε型为初始投料晶型,受工艺过程接触的溶剂、水分、组分以及温度加载,可能存在ε、γ、α等晶型间相互转化,以最优晶型的ε-HNIW为高能发射药原料输入,可能发生转晶的机制:(1)ε-HNIW在高温下转晶为γ晶型,如:ε-HNIW在DSC的10℃/min升温速率时157℃出现转晶;(2)ε-HNIW在极性溶剂或含水体系转晶为α晶型,因此,对配方和工艺过程晶型稳定性是保障发射药质量关键。
含HNIW高能发射药的配方为硝化棉粘结剂、增塑剂(硝化甘油、1,5-二叠氮基-3-氮杂戊烷)、高能添加剂ε-HNIW、安定剂N,N'-二乙基二苯脲,工艺附加物硫酸钾。发射药制造中用溶剂为乙酸乙酯、乙醇、丙酮等将硝化棉溶胀,再加入物料再挤压成型并烘干。
含HNIW高能发射药工艺:(1)配制吸收药工序:在水相中将各组分均匀混合,并彼此牢固结合。(2)混同与熟化:为了使物料组分分布均匀,物料在混同槽中进行一定时间的搅拌。(3)药料驱水工序:驱水至5%~10%,药浆温度35℃~50℃。(4)压延工序:经过驱水的吸收药在光辊压延机或沟槽式压延机上经高温高压压延,使药料进一步驱水并塑化,药料温度在90℃左右,压延后的药片水分在2%以下。(5)捏合工序:压延后的药片与一定比例的丙酮、乙醇混合溶剂加入卧式捏合机中,使物料充分塑化。(6)压伸成型:捏合物料加入柱塞式压伸机,通过特别设计的成型模具,挤压制成一定几何形状、一定尺寸和结构致密的药柱,压伸成型温度20℃~35℃,压伸冲头压力5~12MPa。
目前对发射药中HNIW晶型原位测试尚无有效的方法,现有的论文采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射技术来实现,但常规红外、衍射的检测区域较大(3mm~5mm),对于复合体系试样一般测试得到是多组分叠加谱,识别晶型准确度低,无法实现对微米尺度晶体晶型的原位鉴定,主要原因在于:(1)高能发射药应用的HNIW颗粒度小(150μm~5μm),较难准确定位;(2)即使实现了准确定位,也无法同时实现微米级的原位分析。相对常规红外光谱、X射线衍射而言,激光共聚焦拉曼光谱可以测试更小的区域,其最小检测粒径可以达到0.8μm,可实现复杂体系晶体的原位分析,消除其它化学成分的干扰。
申请公布号为CN 111122633 A,专利名称为“基于扫描电镜-拉曼技术原位鉴定固体表面纳米塑料颗粒的方法”的中国专利可以原位识别纳米级塑料,却因为塑料与HNIW晶体化学特性不同,不能识别晶体的化学特性。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于,提供一种发射药中HNIW晶型转晶率原位分析方法,以解决现有技术中无法针对微米尺度的HNIW晶型进行原位分析的技术问题。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案予以实现:
一种发射药中HNIW晶型转晶率原位分析方法,该方法包括以下步骤:
步骤一、试样切片置于载玻片上:
步骤二、光学显微镜下确定晶体区域:
步骤三、显微拉曼对晶体原位测试获得HNIW拉曼谱图:
步骤四、标准晶体拉曼数据获取,晶型识别,统计转晶率;
步骤401,标准晶体的标准拉曼谱图获取:
制备标准ε-HNIW晶体、标准α-HNIW晶体和标准γ-HNIW晶体,将标准晶体置于显微镜下,测试拉曼光谱获得晶型标准拉曼谱图;
步骤402,晶型识别;
步骤403,转晶率统计。
本发明还具有如下技术特征:
所述的步骤一的具体过程如下所述:
高能发射药工艺中的物料为松散白色固体粉状,可直接平铺在载玻片上,用刀片压平,测试20个试验点;
成型的高能发射药为白色棒状,径向切片测试内部;将棒状发射药直接用双面胶带固定在载玻片上测试外部,内部、外部各测试20个HNIW晶体试验点。
所述的步骤二的具体过程如下所述:
在光学显微镜下,先在10倍放大镜下聚焦并用光学平台上的旋钮上、下、左、右移动平台确定晶体位置,分别在放大倍数10倍、20倍和50倍逐步聚焦,放大倍数从小至大,直到获得清晰的目标晶体。
所述的步骤三的具体过程如下所述:
设置拉曼测试参数为激光波长为785nm,1200光栅、曝光时间10s,扫描范围为1700cm-1~150cm-1,扫描次数为1~2次,为了抑制因深色组分吸热引起测试过程转晶使数据失真,浅色试样最大激光功率为25mW,深色试样激光功率为1.5~15mW;
在50倍显微镜下进行测试,每个试样分上、下、左、右4个区域测试,每个区域测试4~5个HNIW晶体试验点,如果在光学显微镜下找到的晶体拉曼光谱图是吉纳、高氯酸铵和黑索今时,须重新找晶体点,总计测试16~20个HNIW晶体试验点。
所述的步骤401的具体过程如下所述:
步骤40101,标准ε-HNIW晶体制备:称取20克预先除水的分析纯乙酸乙酯、8g纯度>99%的HNIW倒入200ml装有搅拌、滴加装置的圆底烧瓶中,在80r·min-1速率下搅拌,并将70毫升的石油醚,以5~10ml·min-1的速率滴加到HNIW溶液中,析出ε-HNIW晶体5~7g,过滤,用10ml石油醚清洗晶体,晾干,标准ε-HNIW晶体为纺锤型的宝石状;
步骤40102,标准α-HNIW晶体制备:称取20克分析纯乙酸乙酯、8g纯度>99%的HNIW倒入200ml装有搅拌、滴加装置的圆底烧瓶中。在搅拌速率80r·min-1时将80毫升去离子水以5~10ml·min-1的速率滴加到HNIW溶液中,析出α-HNIW晶体6~8g,过滤,用10ml去离子水清洗晶体,晾干,标准α-HNIW晶体为细长柱状;
步骤40103,标准γ-HNIW晶型制备:称取12克预先除水的分析纯乙酸乙酯、5g纯度>99%的HNIW加入200ml装有搅拌、滴加装置、回流冷凝器的圆底烧瓶中,置于75℃油浴中,在80r·min-1速率下搅拌,保温20min。将50ml的CHCl2CH2Cl以10ml·min-1的速率滴加至HNIW溶液中,析出4~5gγ-HNIW晶体,过滤,用10mlCHCl2CH2Cl清洗晶体,晾干,标准γ-HNIW晶体为长柱状;
步骤40104,将标准晶体置于显微镜下,测试拉曼光谱获得晶型标准拉曼谱图,在50倍长焦显微镜下,设置拉曼测试参数为激光波长为785nm、1200光栅分光、曝光时间10s,扫描范围为1700cm-1~150cm-1,扫描次数为2次,激光功率为100mW~200mW。
所述的步骤402的具体过程如下所述:
将试验点拉曼谱图分别与步骤401获取的ε-HNIW晶型、α-HNIW晶型和γ-HNIW晶型标准拉曼谱图比对,三种晶型的拉曼谱图显著性区别的光谱区域由强至弱依次是:450cm-1~200cm-1、900cm-1~850cm-1、1400cm-1~1200cm-1、1700cm-1~1500cm-1,每个区域的拉曼强度分布及特征波数与标准拉曼谱图相同时,即可判定该试验点的晶型。
所述的步骤403的具体过程如下所述:
按α-HNIW晶型和γ-HNIW晶型实验点数在总试验点数所占的百分比表示。计算公式如下:
式中:
C-转晶率,以百分率表示;
nα-判断为α-HNIW晶型实验点数,如果是α和ε混合晶体以0.5计,个;
nγ-判断为γ-HNIW晶型实验点数,如果是γ和ε混合晶体以0.5计,个;
N-试样总实验点数,个。
本发明与现有技术相比,具有如下技术效果:
(Ⅰ)本发明的方法对用以评价HNIW在发射药配方和工艺过程晶型稳定性。所述方法将试样置于显微平台上,在光学显微镜下确定HNIW晶体颗粒,原位测试晶体区域显微拉曼光谱,该测试下不会因为激光热效应使HNIW转晶或热分解引起数据失真。制备α-、γ-、εHNIW晶型试样以获取拉曼标准晶型谱图,将测试的拉曼谱图与标准晶体谱图比对,确定试验点晶型。统计总测试点中转晶的百分数即转晶率,以评价HNIW晶型稳定性。该方法效率高、检出限低、准确可靠、切实可行。
(Ⅱ)本发明针对现有技术原位识别的缺陷和转晶率测试的空白,将激光共聚焦拉曼技术引入高能发射药物料的原位鉴别,通过对试样区域划分、测试参数设置,确保HNIW晶体结构不受激光影响而转晶或分解,晶型标准拉曼数据的建立,同时实现晶型识别和原位鉴定,计算转晶率。
附图说明
图1为发射药中HNIW晶型在光学显微镜下的图像,从左至右依次为10、20和50倍。
图2为标准ε-HNIW晶体的微形貌(500、1000、3000倍)。
图3为标准α-HNIW晶体的微形貌(1000、2000、5000倍)。
图4为标准γ-HNIW晶体的微形貌(200、500、2000倍)。
图5为ε-HNIW标准拉曼光谱图。
图6为α-HNIW标准拉曼光谱图。
图7为γ-HNIW标准拉曼光谱图。
图8为ε-HNIW、α-HNIW、γ-HNIW晶型标准拉曼谱图对比图。
图9为径向切片20个HNIW晶体的拉曼光谱图。
图10为轴向20个HNIW晶体的拉曼光谱图。
以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
本发明根据HNIW在高能发射药中含量(30%~50%)、颗粒度范围(150μm~5μm),发明了基于显微激光拉曼方法原位测试发射药中HNIW晶型实验方法、标准晶型制备、谱图晶型识别方法、转晶率的计算方法。
遵从上述技术方案,以下给出本发明的具体实施例,需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例,凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
实施例1:
本实施例给出一种发射药中HNIW晶型转晶率原位分析方法,该方法包括以下步骤:
步骤一、试样切片置于载玻片上:
高能发射药工艺中的物料为松散白色固体粉状,可直接平铺在载玻片上,用刀片压平,测试20个试验点;
成型的高能发射药为白色棒状,径向切片测试内部;将棒状发射药直接用双面胶带固定在载玻片上测试外部,内部、外部各测试20个HNIW晶体试验点。
步骤二、光学显微镜下确定晶体区域:
在光学显微镜下,先在10倍放大镜下聚焦并用光学平台上的旋钮上、下、左、右移动平台确定晶体位置,分别在放大倍数10倍、20倍和50倍逐步聚焦,放大倍数从小至大,直到获得清晰的目标晶体,如图1所示。
步骤三、显微拉曼对晶体原位测试获得HNIW拉曼谱图:
设置拉曼测试参数为激光波长为785nm,1200光栅、曝光时间10s,扫描范围为1700cm-1~150cm-1,扫描次数为1~2次,为了抑制因深色组分吸热引起测试过程转晶使数据失真,浅色试样最大激光功率为25mW,深色试样激光功率为1.5~15mW;
在50倍显微镜下进行测试,每个试样分上、下、左、右4个区域测试,每个区域测试4~5个HNIW晶体试验点,如果在光学显微镜下找到的晶体拉曼光谱图是吉纳、高氯酸铵和黑索今时,须重新找晶体点,总计测试16~20个HNIW晶体试验点。
步骤四、标准晶体拉曼数据获取,晶型识别,统计转晶率;
步骤401,标准晶体的标准拉曼谱图获取:
制备标准ε-HNIW晶体、标准α-HNIW晶体和标准γ-HNIW晶体,将标准晶体置于显微镜下,测试拉曼光谱获得晶型标准拉曼谱图;
步骤40101,标准ε-HNIW晶体制备:称取20克预先除水的分析纯乙酸乙酯、8g纯度>99%的HNIW倒入200ml装有搅拌、滴加装置的圆底烧瓶中,在80r·min-1速率下搅拌,并将70毫升的石油醚,以5~10ml·min-1的速率滴加到HNIW溶液中,析出ε-HNIW晶体5~7g,过滤,用10ml石油醚清洗晶体,晾干,标准ε-HNIW晶体为纺锤型的宝石状;
步骤40102,标准α-HNIW晶体制备:称取20克分析纯乙酸乙酯、8g纯度>99%的HNIW倒入200ml装有搅拌、滴加装置的圆底烧瓶中。在搅拌速率80r·min-1时将80毫升去离子水以5~10ml·min-1的速率滴加到HNIW溶液中,析出α-HNIW晶体6~8g,过滤,用10ml去离子水清洗晶体,晾干,标准α-HNIW晶体为细长柱状;
步骤40103,标准γ-HNIW晶型制备:称取12克预先除水的分析纯乙酸乙酯、5g纯度>99%的HNIW加入200ml装有搅拌、滴加装置、回流冷凝器的圆底烧瓶中,置于75℃油浴中,在80r·min-1速率下搅拌,保温20min。将50ml的CHCl2CH2Cl以10ml·min-1的速率滴加至HNIW溶液中,析出4~5gγ-HNIW晶体,过滤,用10mlCHCl2CH2Cl清洗晶体,晾干,标准γ-HNIW晶体为长柱状;
步骤40104,将标准晶体置于显微镜下,测试拉曼光谱获得晶型标准拉曼谱图,在50倍长焦显微镜下,设置拉曼测试参数为激光波长为785nm、1200光栅分光、曝光时间10s,扫描范围为1700cm-1~150cm-1,扫描次数为2次,激光功率为100mW~200mW。
本实施例中,其微形貌ε-HNIW为纺锤宝石状(附图2)、α--HNIW为细长柱状(附图3)、γ-HNIW为柱状(附图4),进行拉曼测试获得标准谱图(图5~图8)。
步骤402,晶型识别:
将试验点拉曼谱图分别与步骤401获取的ε-HNIW晶型、α-HNIW晶型和γ-HNIW晶型标准拉曼谱图比对,三种晶型的拉曼谱图显著性区别的光谱区域由强至弱依次是:450cm-1~200cm-1、900cm-1~850cm-1、1400cm-1~1200cm-1、1700cm-1~1500cm-1,每个区域的拉曼强度分布及特征波数与标准拉曼谱图相同时,即可判定该试验点的晶型。
本实施例中,对每个测试点的拉曼谱图与识别,参见图9和图10。,
步骤403,转晶率统计:
按α-HNIW晶型和γ-HNIW晶型实验点数在总试验点数所占的百分比表示。计算公式如下:
式中:
C-转晶率,以百分率表示;
nα-判断为α-HNIW晶型实验点数,如果是α和ε混合晶体以0.5计,个;
nγ-判断为γ-HNIW晶型实验点数,如果是γ和ε混合晶体以0.5计,个;
N-试样总实验点数,个。
含HNIW的高能发射药试样晶型测试结果见表1,该试样轴向、径向转晶率均为0。
表1高能发射药中HNIW晶型测试结果表
Claims (1)
1.一种发射药中HNIW晶型转晶率原位分析方法,所述的发射药中包括硝化棉粘结剂、增塑剂、高能添加剂HNIW以及安定剂N,N'-二乙基二苯脲;所述的增塑剂为硝化甘油或1,5-二叠氮基-3-氮杂戊烷;所述的高能添加剂HNIW在高能发射药中的含量为30%~50%,颗粒度范围为150μm~5μm;其特征在于:
该方法包括以下步骤:
步骤一、试样切片置于载玻片上:
所述的步骤一的具体过程如下所述:
高能发射药工艺中的物料为松散白色固体粉状,可直接平铺在载玻片上,用刀片压平,测试20个试验点;
成型的高能发射药为白色棒状,径向切片测试内部;将棒状发射药直接用双面胶带固定在载玻片上测试外部,内部、外部各测试20个HNIW晶体试验点;
步骤二、光学显微镜下确定晶体区域:
在光学显微镜下,先在10倍放大镜下聚焦并用光学平台上的旋钮上、下、左、右移动平台确定晶体位置,分别在放大倍数10倍、20倍和50倍逐步聚焦,放大倍数从小至大,直到获得清晰的目标晶体;
步骤三、显微拉曼对晶体原位测试获得HNIW拉曼谱图:
所述的步骤三的具体过程如下所述:
设置拉曼测试参数为激光波长为785nm,1200光栅、曝光时间10s,扫描范围为1700cm-1~150cm-1,扫描次数为1~2次,为了抑制因深色组分吸热引起测试过程转晶使数据失真,浅色试样最大激光功率为25mW,深色试样激光功率为1.5~15mW;
在50倍显微镜下进行测试,每个试样分上、下、左、右4个区域测试,每个区域测试4~5个HNIW晶体试验点,如果在光学显微镜下找到的晶体拉曼光谱图是其它组分时,须重新找晶体点,总计测试16~20个HNIW晶体试验点;
步骤四、标准晶体拉曼数据获取,晶型识别,统计转晶率;
步骤401,标准晶体的标准拉曼谱图获取:
制备标准ε-HNIW晶体、标准α-HNIW晶体和标准γ-HNIW晶体,将标准晶体置于显微镜下,测试拉曼光谱获得晶型标准拉曼谱图;
所述的步骤401的具体过程如下所述:
步骤40101,标准ε-HNIW晶体制备:称取20克预先除水的分析纯乙酸乙酯、8g纯度>99%的HNIW倒入200ml装有搅拌、滴加装置的圆底烧瓶中,在80r∙min-1速率下搅拌,并将70毫升的石油醚,以5~10ml∙min-1的速率滴加到HNIW溶液中,析出ε-HNIW晶体5~7g,过滤,用10ml石油醚清洗晶体,晾干,标准ε-HNIW晶体为纺锤型的宝石状;
步骤40102,标准α-HNIW晶体制备:称取20克分析纯乙酸乙酯、8g纯度>99%的HNIW倒入200ml装有搅拌、滴加装置的圆底烧瓶中;在搅拌速率80r∙min-1时将80毫升去离子水以5~10ml∙min-1的速率滴加到HNIW溶液中,析出α-HNIW晶体6~8g,过滤,用10ml去离子水清洗晶体,晾干,标准α-HNIW晶体为细长柱状;
步骤40103,标准γ-HNIW晶型制备:称取12克预先除水的分析纯乙酸乙酯、5g纯度>99%的HNIW加入200ml装有搅拌、滴加装置、回流冷凝器的圆底烧瓶中,置于75℃油浴中,在80r∙min-1速率下搅拌,保温20min;将50ml的CHCl2CH2Cl以10ml∙min-1的速率滴加至HNIW溶液中,析出4~5gγ-HNIW晶体,过滤,用10mlCHCl2CH2Cl清洗晶体,晾干,标准γ-HNIW晶体为长柱状;
步骤40104,将标准晶体置于显微镜下,测试拉曼光谱获得晶型标准拉曼谱图,在50倍长焦显微镜下,设置拉曼测试参数为激光波长为785nm、1200光栅分光、曝光时间10s,扫描范围为1700cm-1~150cm-1,扫描次数为2次,激光功率为100mW~200mW;
步骤402,晶型识别;
所述的步骤402的具体过程如下所述:
将试验点拉曼谱图分别与步骤401获取的ɛ-HNIW晶型、α-HNIW晶型和γ-HNIW晶型标准拉曼谱图比对,三种晶型的拉曼谱图显著性区别的光谱区域由强至弱依次是:450cm-1~200cm-1、900cm-1~850cm-1、1400cm-1~1200cm-1、1700cm-1~1500cm-1,每个区域的拉曼强度分布及特征波数与标准拉曼谱图相同时,即可判定该试验点的晶型;
步骤403,转晶率统计;
所述的步骤403的具体过程如下所述:
按α-HNIW晶型和γ-HNIW晶型实验点数在总试验点数所占的百分比表示,计算公式如下:
式中:
C-转晶率,以百分率表示;
n α-判断为α-HNIW晶型实验点数,如果是α和ɛ混合晶体以0.5计,个;
n γ-判断为γ-HNIW晶型实验点数,如果是γ和ɛ混合晶体以0.5计,个;
N-试样总实验点数,个。
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---|---|---|---|---|
CN114136822B (zh) * | 2021-11-19 | 2023-07-18 | 西安近代化学研究所 | 硝基胍发射药用增塑剂的基于熟化速率的筛选装置及方法 |
CN114112754B (zh) * | 2021-11-19 | 2023-07-18 | 西安近代化学研究所 | 基于硝化棉溶塑效果值确定小柱状三基发射药熟化时间的装置及方法 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980076557A (ko) * | 1997-04-10 | 1998-11-16 | 윤명운 | 입자 모양이 둥근 고밀도 2,4,6,8,10,12-헥사니트로헥사아자이소우르치탄 및 그의 제조방법 |
US6751287B1 (en) * | 1998-05-15 | 2004-06-15 | The Trustees Of The Stevens Institute Of Technology | Method and apparatus for x-ray analysis of particle size (XAPS) |
CN102830106A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-12-19 | 西安近代化学研究所 | 一种用于单质炸药晶体品质评价的微拉曼光谱测试方法 |
CN102898429A (zh) * | 2012-09-18 | 2013-01-30 | 北京理工大学 | 一种控制ε-HNIW晶形和窄粒度分布的重结晶方法 |
CN103743717A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-04-23 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 炸药cl-20晶型定量分析拉曼特征区域确定方法 |
CN103792222A (zh) * | 2014-02-17 | 2014-05-14 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 六硝基六氮杂异伍兹烷晶型定量测定方法 |
CN104649851A (zh) * | 2014-03-06 | 2015-05-27 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 基于含能管填充cl-20复合炸药及其制备方法 |
CN106045798A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-10-26 | 北京理工大学 | 一种抑制ε‑CL‑20在混合体系中发生晶变的方法 |
CN107589102A (zh) * | 2016-07-07 | 2018-01-16 | 徐文敏 | 炸药共晶结构鉴定系统 |
CN108519364A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-09-11 | 西安交通大学 | 一种TiO2@CdS晶体结构的检测方法 |
CN110579500A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-12-17 | 西安近代化学研究所 | 一种基于X射线粉末衍射技术的β-HMX晶型纯度检测方法 |
CN111122633A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-08 | 同济大学 | 基于扫描电镜-拉曼技术原位鉴定固体表面纳米塑料颗粒的方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10801987B2 (en) * | 2016-07-19 | 2020-10-13 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | 2H to 1T phase based transition metal dichalcogenide sensor for optical and electronic detection of strong electron donor chemical vapors |
US10626061B2 (en) * | 2017-08-03 | 2020-04-21 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | Synthesis of energetic material particles with controlled morphology |
-
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Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980076557A (ko) * | 1997-04-10 | 1998-11-16 | 윤명운 | 입자 모양이 둥근 고밀도 2,4,6,8,10,12-헥사니트로헥사아자이소우르치탄 및 그의 제조방법 |
US6751287B1 (en) * | 1998-05-15 | 2004-06-15 | The Trustees Of The Stevens Institute Of Technology | Method and apparatus for x-ray analysis of particle size (XAPS) |
CN102830106A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-12-19 | 西安近代化学研究所 | 一种用于单质炸药晶体品质评价的微拉曼光谱测试方法 |
CN102898429A (zh) * | 2012-09-18 | 2013-01-30 | 北京理工大学 | 一种控制ε-HNIW晶形和窄粒度分布的重结晶方法 |
CN103743717A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-04-23 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 炸药cl-20晶型定量分析拉曼特征区域确定方法 |
CN103792222A (zh) * | 2014-02-17 | 2014-05-14 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 六硝基六氮杂异伍兹烷晶型定量测定方法 |
CN104649851A (zh) * | 2014-03-06 | 2015-05-27 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 基于含能管填充cl-20复合炸药及其制备方法 |
CN107589102A (zh) * | 2016-07-07 | 2018-01-16 | 徐文敏 | 炸药共晶结构鉴定系统 |
CN106045798A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-10-26 | 北京理工大学 | 一种抑制ε‑CL‑20在混合体系中发生晶变的方法 |
CN108519364A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-09-11 | 西安交通大学 | 一种TiO2@CdS晶体结构的检测方法 |
CN110579500A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-12-17 | 西安近代化学研究所 | 一种基于X射线粉末衍射技术的β-HMX晶型纯度检测方法 |
CN111122633A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-08 | 同济大学 | 基于扫描电镜-拉曼技术原位鉴定固体表面纳米塑料颗粒的方法 |
Non-Patent Citations (14)
Title |
---|
CL-20重结晶过程中的晶型转变研究;徐金江;中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑;第1.3.1.1节、3.1.2节、表3.4 * |
Effects of Desensitizers on Phase Transitions, Thermal Behavior, and Sensitivity of ε-CL-20;Jing-yuan Zhang等;Journal of Energetic Materials;20170519;全文 * |
HNIW热分解的原位红外光谱研究;肖和淼, 杨荣杰, 潘清;含能材料;20050430(第02期);全文 * |
ε型六硝基六氮杂异伍兹烷的结构确证;胡银等;化学分析计量;20150920;全文 * |
中红外漫反射光谱法测定CL-20晶型含量;潘清等;含能材料;503-508 * |
六硝基六氮杂异伍兹烷多晶型物的远红外及激光拉曼光谱;王建龙等;含能材料;第144-145+152-110页 * |
国家药典委员会.中国药典分析检测技术指南.中国医药科技出版社,2017,(第978-7-321-93921-0版),101、103. * |
溶剂中ε-CL-20的晶型变化;宋振伟;严启龙;李笑江;齐晓飞;刘萌;;含能材料;20101215(第06期);全文 * |
激光拉曼光谱技术在火炸药分析检测中的应用研究进展;高凤;刘文芳;孟子晖;薛敏;苏鹏飞;胡岚;;含能材料;20180210(第02期);全文 * |
王建龙,欧育湘,陈博仁,刘进全,吕连营,韩卫荣.六硝基六氮杂异伍兹烷多晶型物的远红外及激光拉曼光谱.含能材料.2003,(第03期),全文. * |
用傅里叶变换拉曼光谱定量分析HNIW的γ和ε晶型混合物;孟征;卫宏远;;火炸药学报;20101015(第05期);全文 * |
纯度标准物质HMX的制备及均匀性检验;黄新萍;张皋;周诚;陈智群;周彦水;付霞云;;火炸药学报;20070615(第03期);全文 * |
近红外光谱法测定HMX中α-HMX杂质晶型的含量;温晓燕;谯娟;刘红妮;苏鹏飞;石强;胡岚;;火炸药学报;20160615(第03期);全文 * |
高能量密度化合物HNIW的最新研究进展及其应用前景;宋振伟;李笑江;;化学推进剂与高分子材料;20110125(第01期);全文 * |
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Publication number | Publication date |
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