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奥克托金(HMX)是国内外现用单质炸药中密度高、能量高、感度低、综合性能优良的炸药,被广泛用来制备各种高能混合炸药、高能固体推进剂和高能发射药等。单质炸药的结晶特性对其应用性能有重要的影响,而溶液重结晶法是最常用的优化炸药结晶性能的方法。因此,研究炸药重结晶工艺对其工程应用有重要意义。 本文利用溶液降温法研究了环已酮、乙腈、丙酮、丁内酯、二甲基亚砜和二甲基甲酰胺等溶剂对HMX重结晶形貌的影响。结果表明,溶剂对HMX重结晶的形态有较大的影响:以环已酮为溶剂重结晶得到的HMX呈针状聚晶,晶粒很细;以丁内酯为溶剂重结晶得到的HMX呈块状聚晶,晶面比较完整,表面光滑,晶体大小较均匀;以丙酮、乙腈和二甲基亚砜为溶剂重结晶得到的HMX呈宝石状单晶,晶面比较完整,表面比较光滑,晶体大小也较均匀;以丙酮和丁内酯混合溶剂结晶时,容易形成孪生晶体;以二甲基甲酰胺为溶剂的重结晶得到的HMX呈球形,表面存在微裂纹。 利用高效液相色谱仪、X射线粉末衍射仪和差示热扫描等手段对重结晶HMX的化学纯度、晶型、密度和热安定性进行了分析,结果表明:重结晶得到的HMX晶体均为B晶型,结晶后纯度均有所提高;结晶密度、晶体的热安定性均与晶体的形态密切相关,聚晶密度较低,热安定性较低;结晶完整性高的单晶密度较高,热安定性较好。 通过扫描电镜、原子力显微镜和光学显微镜对重结晶的HMX进行观测发现,重结晶过程中可能会出现包括包裹体、裂纹、空洞和孪晶等宏观缺陷。其中包裹体的形成原因有两点:一是结晶过程中过饱和度波动而引起晶体不规则