[发明专利]炸药晶体溶解度与介稳区宽度测定系统及方法

权利要求书

1.一种炸药晶体溶解度与介稳区宽度测定系统，其特征在于，包括激光发生接收装置与微流控芯片装置；

激光发生接收装置包括激光器、反射镜、分光镜、光阑和能量计；

微流控芯片装置包括芯片支架和微流控芯片；

利用芯片支架将微流控芯片置于光阑与能量计的中间，调整芯片支架高度使激光束打在微流控芯片的圆形结晶腔室中心位置，通过脉冲激光的增强和衰减判断炸药晶体的溶解度和介稳区宽度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，激光器型号为Nd:YAG脉冲激光器，波长为1064nm，脉宽为65ns，最大脉冲能量800mJ。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述微流控芯片为单进口、单出口的单通路PMMA芯片，其进口通道与出口通道均与圆形腔室相切并连接，且进口通道与出口通道处在同一直线上，其中，进口通道的末端与圆形腔室的下半部相切，出口通道的起始端与圆形腔室的上半部相切。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，芯片进口通道与出口通道的宽度与深度均为0.48～0.52mm，圆形腔室的直径与深度分别为9.98～10.02mm与0.48～0.52mm，圆形腔室中埋有微型温度传感器，用于芯片中溶液温度的实时测量。

5.一种采用权利要求1-4任一项所述的系统测定溶解度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，量取体积为V_L的溶剂于干燥洁净的烧杯，并向烧杯中加入质量为m₁的炸药原料，之后将烧杯置于恒温水浴锅，设置起始温度为T₀；

步骤二，打开激光器，设置电压与脉宽，调整微流控芯片支架位置，检查光斑是否落在结晶腔室的正中央，打开能量计和数据软件，对数据进行记录；

步骤三，将配制好的溶液使用注射器通过微通道注入结晶腔室内，采集激光在结晶腔室之前与之后的能量值并通过软件进行实时记录；此时溶液处于不饱和状态，激光信号值最大，入射光与出射光能量平行；

步骤四，每次向体系中加入质量为m_n(n＝2,3,4,…)的炸药原料，重复以上操作，直到激光信号值出现衰减且5min内不再升高即达到溶解终点，记录此时炸药的加入量与注射量；

步骤五，采用以下公式计算炸药晶体溶解度：

m_s＝m₁+m₂+m₃+…+m_n

式中，x_i为炸药的摩尔溶解度，mol·mol^-1；m_s为炸药的总质量，g；Ms为炸药的摩尔质量，g·mol^-1；m_L1为溶剂1的质量，g；M_L1为溶剂1的摩尔质量，g·mol^-1；m_L2为溶剂2的质量，g；M_L2为溶剂2的摩尔质量，g·mol^-1。

6.一种采用权利要求1-4任一项所述的系统测定炸药晶体介稳区宽度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，采用权利要求5所述的方法求解得到溶解度数据，配制测定温度T下的炸药饱和溶液；

步骤二，调节恒温水浴锅温度高于该测定温度3～5℃，搅拌至炸药全部溶解；

步骤三，将溶液使用注射泵注入结晶腔室，并同步开启激光发生接收装置与微型温度传感器，溶液降温至结晶临界温度T_nuc时，激光信号出现衰减，此时说明检测到晶核的形成，记录此时的温度点。