[发明专利]微热量热法定量评价双基推进剂热稳定性

权利要求书

1.一种微热量热法定量评价双基推进剂热稳定性的新方法，其特征在于：该方法利用微热量热仪跟踪热作用下双基推进剂分解带来的微小热量变化，通过研究双基推进剂放热量与分解历程的相关性，探索分解加速拐点区域放热量、时间等特征参量范围，得到基于放热量的稳定性判据，选择3～4个实验温度点开展高温加速分解实验，依据各温度下双基推进剂量热到达同一反应进程或稳定性判据对应的时间，建立反应动力学方程，获得时温等效关系，形成具有尺寸效应的双基推进剂热稳定性定量评价新方法，具体按下列步骤进行：

(1)微热量热法建立热稳定性的量热判据

将双基推进剂药柱放入不锈钢安全池中，采用等温模式，在100℃～120℃下任一整数温度，通过C80微热量热仪获得样品的等温量热曲线；

从量热角度研究双基推进剂的分解历程，将热量转化为反应深度，获得双基推进剂的分解历程，选择分解历程中从开始分解到分解加速的拐点处的放热量作为稳定性评价的量热判据，记作Q_cir，Q_cir即双基推进剂的热稳定性的量热判据；

(2)时温等效方程

从等温反应动力学方程出发：

式中：α为反应深度；

t为反应时间；

f(α)为反应的机理函数；

A为指前因子；

E为反应的活化能；

对式(1)进行变量分离并积分，则在T_m温度下反应深度达到α₀所需要的反应时间t_m可通过下式进行计算：

在任一温度T₁下，反应深度达到α₀所需要的时间t₁同样满足上式：

由式(2)和式(3)推导获得时温等效方程：

(3)时温等效关系的确定

选择3～4个试验温度点开展高温加速分解实验，跟踪不同温度下达到分解放热峰温的实验时间，根据阿累尼乌斯方程，方程表示形式如下

式中：E为表观活化能；

A为指前因子；

T为绝对温度；

R为气体常数；

τ为实验时间时间

lnτ～1/T线性回归，计算得出双基推进剂分解反应的活化能E，将活化能E代入式(4)，确定时温等效关系；根据此方程可由实验温度下的结果外推任一温度的热稳定性，

(4)微热量热法定量评价双基推进剂的热稳定性

将双基推进剂药柱放在不锈钢高压安全池中，置于加热炉中，实验样品量约1g，设定试验温度T_m，试验温度为60℃～90℃之间任一整数温度，开始实验，直至双基推进剂分解放热量达到稳定性判据Q_cir，方可终止实验，记录实验温度T_m及放热量达Q_cir时的实验时间t_m，依据时温等效关系，外推双基推进剂任一温度下的热稳定性。