一种对HMX晶体形貌进行修复/修饰的方法技术

本发明专利技术公开了一种对HMX晶体形貌进行修复/修饰的方法，该方法包括：在搅拌条件下，使HMX晶体与溶剂‑反溶剂重结晶法制得的HMX重结晶母液或其稀释液进行混合。本发明专利技术的方法能够制备圆滑的HMX晶体，该晶体中HMX含量≥99.9％，晶体密度≥1.90g/cm3，通过仪器观察其微观结构可见，其外观无尖锐棱角，晶体短长轴比≥0.8。因此，由本发明专利技术的方法制备的HMX晶体具有流散性好、感度低等特点。而且，本发明专利技术的方法反应条件温和，并且使用的是结晶母液或其稀释液，具有制备简单以及成本低廉的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含能晶体材料领域，具体地，涉及一种对HMX晶体形貌进行修复/修饰的方法。
技术介绍
奥克托今(1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷，HMX)是目前已被广泛使用的能量水平最高、综合性能最好的单质猛炸药，以其为基的混合炸药用于导弹、核武器和反坦克弹的战斗部装药，或作为耐热炸药用于深井射孔弹，也用作高性能固体推进剂和枪炮发射药的组分。随着单质炸药的发展，HMX晶体表面形状和晶体结构的完整性与其性能的相互关系也越来越被重视。HMX的晶体形貌对自身感度、以其为主体的混合炸药感度和装药密度有着重要的影响。杰克逊界面理论将晶体与环境相的相界面分为粗糙界面和光滑界面。在给定的生长驱动力作用下，界面的生成速率决定于界面的生长机制和生长的动力学规律，界面生长机制与生长动力学规律又决定于界面的微观结构。若界面为粗糙界面，其生长机制为连续生长，其生长速率是各向同性的，利于得到球状晶体；若界面为光滑界面(或粗糙度较低)，其生长机制为层状生长，生长速率是各向异性的。工业HMX的晶体通常呈针状，晶体大小不均匀，且晶体缺陷较多。为了满足炸药的安全性能等使用要求，需要对其晶体进行圆滑。鉴于炸药的特殊性质，溶剂-反溶剂重结晶法是目前最常用的炸药晶形控制技术，例如在一定的温度下，使用溶剂(例如二甲基亚砜)将工业HMX进行溶解，再使用反溶剂(例如丙酮)进行重结晶，得到球形化的HMX晶体，从而在一r>定程度上降低感度，通过颗粒级配能够提高装药密度，提高混合炸药的输出能量，增加使用安全性。尽管溶剂-反溶剂重结晶法能够改善HMX晶体的形貌，但是晶体的表面通常为块状或宝石状聚晶，晶体棱角较多，感度等性质仍有待较高。因此，需要一种更有效的方法对HMX晶体进行球形化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述问题，从而提供一种对HMX晶体形貌进行修复/修饰的方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种对HMX晶体形貌进行修复/修饰的方法，该方法包括：在搅拌条件下，使HMX晶体与溶剂-反溶剂重结晶法制得的HMX重结晶母液或其稀释液进行混合。本专利技术的方法能够制备圆滑的HMX晶体，该晶体中HMX含量≥99.9％，晶体密度≥1.90g/cm3，通过仪器观察其微观结构可见，其外观无尖锐棱角，晶体短长轴比≥0.8。因此，由本专利技术的方法制备的HMX晶体具有流散性好、感度低等特点。而且，本专利技术的方法反应条件温和，并且使用的是结晶母液或其稀释液，具有制备简单以及成本低廉的特点。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。图1为根据本专利技术的实施例1的方法得到的修复后的HMX晶体的扫描电镜图。图2为根据本专利技术的实施例2的方法得到的修饰后的HMX晶体的偏光显微镜图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。本专利技术提供了一种对HMX晶体形貌进行修复/修饰的方法，其中，该方法包括：在搅拌条件下，使HMX晶体与溶剂-反溶剂重结晶法制得的HMX重结晶母液或其稀释液进行混合。本专利技术中，所述HMX重结晶母液是指在溶剂-反溶剂重结晶法对HMX晶体进行重结晶，随后对HMX进行过滤的残留液，所述HMX重结晶母液是饱和溶液。通常地，所述HMX重结晶母液中，HMX的浓度为HMX在溶剂中溶解度的1-10％，优选为2-7％，更优选为2-5％。本专利技术的方法适用对各种HMX晶体进行球形化，HMX晶体可以是HMX晶体粗品，也可以是利用溶剂-反溶剂重结晶法进一步制得的HMX晶体。根据本专利技术的一种实施方式，采用所述HMX重结晶母液与HMX晶体混合，从而实现对晶体的修复。本专利技术的专利技术人通过研究发现，这种情况下，HMX晶体的生长趋于平衡状态，其总的表面能为最小。对于从溶液中生长的晶体，其棱角部分相对地受到内部分子(或原子)的牵引力弱些，而受到溶剂分子作用力要强些，并处于较不稳定状态，能量也高。在平衡状态，即在饱和溶液中，该体系会自动进行调节以降低其总表面自由能。因此，随着时间的延续，棱角消失，凹陷部分充实，实现对晶体的球形化。在此状态变化下，析出晶体量并未变化，粒度会有所增大。根据本专利技术的另一种实施方式，采用所述HMX重结晶母液的稀释液与HMX晶体混合，从而实现对晶体的修饰。具体地，在这种情况下，晶体的突出部分，像棱角部分，优先被不饱和程度小的溶液(浓度略低于平衡溶解度)所侵蚀、磨损；另外，在机械搅拌作用下，固体颗粒与器壁或固体颗粒之间的碰撞、摩擦也将钝化棱角，使之圆滑。换言之，HMX重结晶母液的稀释液中的溶剂对于HMX晶体具有一定的溶解度，在修饰过程中，可以对晶体表面棱角进行“溶解式”修饰。另外，HMX重结晶母液的稀释液可以是向饱和的重结晶母液中加入一定量溶剂制得，所述溶剂是指溶剂-反溶剂法制备HMX重结晶母液时所使用的溶剂。根据本专利技术的方法，所述HMX重结晶母液中的溶剂可以为本领域常规的选择，本专利技术对此没有特别地限制。具体地，所述溶剂的实例可以为丁内酯、二甲基亚砜、丙酮、二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。优选情况下，所述溶剂选自丙酮、二甲基亚砜和二甲基甲酰胺中的至少一种。所述HMX重结晶母液中的反溶剂可以根据所述溶剂的种类进行选择。优选情况下，所述反溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、乙醇和蒸馏水中的至少一种。根据本专利技术的方法，通常所述HMX重结晶母液中，溶剂与反溶剂的体积比可以为1：3-5.5。制备HMX重结晶母液的稀释液时，稀释用的溶剂与HMX重结晶母液中溶剂、反溶剂总量的体积比可以为1：20-40。本专利技术中，所述溶剂和反溶剂均可以以工业级别使用，例如，丙酮可以是工业丙酮，二氯甲烷可以是工业二氯甲烷。在本专利技术中，所述HMX重结晶母液与HMX晶体的用量可以根据体系的粘度进行调整。优选地，所述HMX重结晶母液与HMX晶体用量的质量比为10：1.5-7。本专利技术中，对所述HMX晶体的修饰/修复可以在带有夹套的结晶釜中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对HMX晶体形貌进行修复/修饰的方法，其特征在于，该方法包括：在搅拌条件下，使HMX晶体与溶剂‑反溶剂重结晶法制得的HMX重结晶母液或其稀释液进行混合。

【技术特征摘要】
1.一种对HMX晶体形貌进行修复/修饰的方法，其特征在于，该方法
包括：在搅拌条件下，使HMX晶体与溶剂-反溶剂重结晶法制得的HMX
重结晶母液或其稀释液进行混合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述HMX重结晶母液中的溶
剂选自丙酮、二甲基亚砜和二甲基甲酰胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述HMX重结晶母液中的反
溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、乙醇和蒸馏水中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，HMX重结晶母液稀释液由向
饱和的HMX重结晶母液中加入溶剂制得。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述HMX重结
晶母液中，HMX的浓度为HMX在溶剂中溶解...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭学永，张静元，焦清介，张朴，崔超，卢佳骥，张洪垒，李航，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11