一种含能材料热爆炸临界温度试验装置及测试方法与流程

本申请涉及含能材料，具体而言，涉及一种含能材料热爆炸临界温度试验装置及测试方法。

背景技术：

1、火药、炸药、推进剂、发射药等含能材料，是一种含有内热源即自供氧的放热自反应物质，特别是在高温环境、堆积尺度较大、散热不良的情况下有自分解放热、反应加速进而达到热爆炸临界温度发生自燃或爆炸的可能性。热爆炸临界温度是评价含能材料热安全性的一个重要参数，准确而安全获得热爆炸临界温度，对含能材料研制、生产、贮存、干燥等有重要的意义。

2、在现有技术中，大多采用热爆炸临界温度1000s延滞期法或热爆炸临界温度10h延滞期法。然而，该方法需要重复多次才可获得热爆炸临界温度，导致试验成本大、人员劳动强度较大，且试验操作过程存在危险性。

3、因此，如何使测试更接近含能材料的真实使用情况、降低试验危险性、节约试验成本，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种含能材料热爆炸临界温度试验装置及测试方法，以如何使测试结果更接近含能材料的真实使用情况、降低试验危险性、节约试验成本。

2、为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

3、一方面，本申请提供了一种含能材料热爆炸临界温度试验装置，所述装置包括：加热箱、试样槽、第一温度传感器、第二温度传感器、温度调节器和处理器。

4、其中，所述试样槽设置于所述加热箱内，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别设置于所述试样槽内部和所述加热箱内部，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述处理器连接，所述加热箱与所述温度调节器连接。

5、所述试样槽用于容纳待测试样，所述温度调节器用于控制加热箱内部的温度。

6、所述处理器用于向温度调节器发送启动指令，以使温度调节器控制加热箱按照预设升温速率开始升温；所述处理器还用于同时接收第一温度传感器发送的待测试样温度数据以及第二温度传感器发送的加热箱温度数据，依据待测试样温度数据和加热箱温度数据生成待测试样温度曲线和加热箱温度曲线，并将待测试样温度曲线与加热箱温度曲线的首次最大相同温度作为待测试样的热爆炸临界温度。

7、进一步地，所述第一温度传感器设置于所述试样槽内部的几何中心。

8、进一步地，所述装置还包括挂钩，所述挂钩设置于所述加热箱内部，所述试样槽通过所述挂钩悬挂于所述加热箱内部的几何中心。

9、进一步地，所述装置还包括压力释放单元，所述压力释放单元设置于所述加热箱的外壁，所述压力释放单元用于在所述加热箱内部压力超过预设压力阈值时自动泄压。

10、进一步地，所述试样槽内部尺寸为φ20mm×20mm。

11、进一步地，所述试样槽的外壁设有通孔，所述第一温度传感器通过所述通孔插入所述试样槽的内部。

12、另一方面，本申请还提供了一种含能材料热爆炸临界温度测试方法，所述方法应用于如上述任一项所述的含能材料热爆炸临界温度试验装置中的处理器，该方法包括：

13、向温度调节器发送启动指令，以使温度调节器控制加热箱按照预设升温速率开始升温。

14、获取待测试样温度数据和加热箱温度数据，依据待测试样温度数据和加热箱温度数据生成待测试样温度曲线和加热箱温度曲线，并将待测试样温度曲线与加热箱温度曲线的首次最大相同温度作为待测试样的热爆炸临界温度。

15、进一步地，所述向温度调节器发送启动指令，以使温度调节器控制加热箱按照预设升温速率开始升温的步骤包括：

16、控制加热箱按照第一升温速率升温至预设温度后，按照第二升温速率升温，直至发生响应或到达终止温度后停止试验；其中，所述第一升温速率大于所述第二升温速率。

17、进一步地，所述第一升温速率为1℃/min，所述第二升温速率为3.3℃/h。

18、进一步地，所述预设温度为80℃，所述终止温度为350℃。

19、相对现有技术，本申请具有以下有益效果：

20、本申请提供了一种含能材料热爆炸临界温度试验装置及测试方法。通过设置第一温度传感器和第二温度传感器实时获取待测试样温度数据和加热箱温度数据，其中，加热箱温度的变化受温度调节器的控制。处理器基于接收到的待测试样温度数据和加热箱温度数据生成待测试样温度曲线和加热箱温度曲线。

21、在待测试样未发生热爆炸之前，由于待测试样位于加热箱内部，因此，待测试样温度曲线和加热箱温度曲线是重合的，均按照温度调节器预设的升温速率变化。当待测试样发生热爆炸时，待测试样温度曲线会迅速上升，而加热箱温度曲线还是按照温度调节器预设的升温速率变化，待测试样温度曲线和加热箱温度曲线不再重合。经过一段时间后，待测试样热爆炸反应结束，待测试样温度曲线又和加热箱温度曲线重合。处理器将待测试样温度曲线与加热箱温度曲线的首次最大相同温度作为待测试样的热爆炸临界温度。

22、本申请提供的含能材料热爆炸临界温度试验装置及测试方法只需进行一次试验即可获得待测试样的热爆炸临界温度，降低了人员劳动强度、节约了试验成本。并且，通过处理器远程接收第一温度传感器和第二温度传感器发送的数据即可自动计算出待测试样的热爆炸临界温度，使工作人员原理爆炸现场，降低了试验危险性，使测试更接近含能材料的真实使用情况，其结果可为大药量条件下的热安全性评估提供数据支撑。

23、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种含能材料热爆炸临界温度试验装置，其特征在于，所述装置包括：加热箱、试样槽、第一温度传感器、第二温度传感器、温度调节器和处理器；

2.根据权利要求1所述的含能材料热爆炸临界温度试验装置，其特征在于，所述第一温度传感器设置于所述试样槽内部的几何中心。

3.根据权利要求1所述的含能材料热爆炸临界温度试验装置，其特征在于，所述装置还包括挂钩，所述挂钩设置于所述加热箱内部，所述试样槽通过所述挂钩悬挂于所述加热箱内部的几何中心。

4.根据权利要求1所述的含能材料热爆炸临界温度试验装置，其特征在于，所述装置还包括压力释放单元，所述压力释放单元设置于所述加热箱的外壁，所述压力释放单元用于在所述加热箱内部压力超过预设压力阈值时自动泄压。

5.根据权利要求1所述的含能材料热爆炸临界温度试验装置，其特征在于，所述试样槽内部尺寸为φ20mm×20mm。

6.根据权利要求1所述的含能材料热爆炸临界温度试验装置，其特征在于，所述试样槽的外壁设有通孔，所述第一温度传感器通过所述通孔插入所述试样槽的内部。

7.一种含能材料热爆炸临界温度测试方法，其特征在于，应用于含能材料热爆炸临界温度试验装置中的处理器，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的含能材料热爆炸临界温度测试方法，其特征在于，所述向温度调节器发送启动指令，以使温度调节器控制加热箱按照预设升温速率开始升温的步骤包括：

9.根据权利要求8所述的含能材料热爆炸临界温度测试方法，其特征在于，所述第一升温速率为1℃/min，所述第二升温速率为3.3℃/h。

10.根据权利要求8所述的含能材料热爆炸临界温度测试方法，其特征在于，所述预设温度为80℃，所述终止温度为350℃。

技术总结
本申请提供了一种含能材料热爆炸临界温度试验装置及测试方法，涉及含能材料技术领域。该装置包括加热箱、试样槽、第一温度传感器、第二温度传感器、温度调节器和处理器。第一温度传感器位于试样槽内，试样槽和第二温度传感器均位于加热箱内。第一温度传感器和第二温度传感器均与处理器连接，加热箱与温度调节器连接。处理器用于使温度调节器控制加热箱开始升温。处理器还用于根据接收到的第一温度传感器和第二温度传感器发送的数据，生成待测试样温度曲线和加热箱温度曲线，并将待测试样温度曲线与加热箱温度曲线的首次最大相同温度作为待测试样的热爆炸临界温度。测试更接近含能材料的真实使用情况、降低了试验危险性、节约了试验成本。

技术研发人员：肖旭,杨秋秋,李军,程立国,苏晶,张杰凡,胡大双,刘天棫,吕洋,刘奕杉,方旖旎,张天伟,田雅然
受保护的技术使用者：湖北航天化学技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/12