GJB 5891.17 相（xiàng）容性（xìng）試驗 差熱分析和差示掃描量熱法

GJB 5891.17-2006火工品（pǐn）藥劑試驗方法

第（dì）17部分（fèn）:相容性（xìng）試驗  差熱分析和差示（shì）掃描量（liàng）熱法

1  範圍

本部分規定了用差熱（rè）分析(DTA)和差示（shì）掃描量熱法(DSC)進行火工品藥（yào）劑相容性試驗的儀器、設（shè）備和材料、試驗準備、試驗步驟、結（jié）果處理、相容性評定及注意事項。

本部分適用於火工品藥（yào）劑（jì）與接觸材料相容性（xìng）的篩選。

2  原理

被測藥劑在不同的溫度下，由於化學或物理變化產生熱效應可（kě）引起被測藥劑溫度的變化。用差（chà）熱分析儀或差示掃描量熱計測量並記（jì）錄被測藥劑與（yǔ）參比物間變化的（de）溫度差與溫度的關係，繪製成曲（qǔ）線(即DTA 或DSC 曲（qǔ）線)。通過計算曲（qǔ）線上混合體係相對於定為基準的單獨體係的分解峰頂溫（wēn）度的改變量的大小和表觀活化能改變率的大小，評定被測藥劑與接觸材料間（jiān）的相容性。

3  儀器、設（shè）備和材料

試驗用儀器、設備和（hé）材料應符合以下要求:

a）差熱分析儀或同類型儀器:溫度分（fèn）辨力為0.5℃，儀器應定期進行測（cè）溫準確度校驗；

b）差示掃描量熱計或同類型（xíng）儀器:溫度分辨力為0.5℃，儀器應定期進行測（cè）溫準確度校驗；

c）真空及惰性氣氛係統:包（bāo）括真空泵、氣體流量計及惰性氣體鋼瓶（píng）、減壓閥、三通活塞、真空管道等，惰性氣體應（yīng）為氦氣（qì）或高純氮、氬氣等；

d）帶蓋片的坩堝（guō）:直徑為5.0mm，高為 2.5mm，坩堝的材（cái）料為鋁、不鏽鋼、鎳、氧化鋁等；試驗時坩堝材質的選用應（yīng）和試樣相容；

e）鋁質翻邊坩堝:翻（fān）邊直徑約為7.6mm，內徑為（wéi）5.0mm，高為2.5mm；

f）壓片機；

g）分析天平（píng）:最大稱量為20g，分度值為0.00001g；

h）α-氧化鋁(GBW 13203)。

4  試驗準備

4.1  用分（fèn）析天（tiān）平分別稱取α-氧化鋁(作參（cān）比物)和被測藥劑各0.0007g，準確至0.00001g，並分別倒入帶（dài）蓋片的坩堝中，並編號，備（bèi）用。

4.2  被測藥劑和接觸材料按質（zhì）量比1:1 取樣，準（zhǔn）確至0.00001g，並混合均勻，製成混合試樣（yàng），並稱取0.0007g，準確（què）至（zhì） 0.00001g，倒入帶蓋（gài）片的坩堝，並編號，備用（yòng）；對於（yú）密度相差較大的樣品，可以酌情改變取樣比例（lì）。

4.3  將4.1、4.2中的坩堝分別蓋上（shàng）蓋片，並在壓片機（jī）上卷邊；對於升溫時有熔化過程的試樣，必要時應放在鋁質翻邊坩堝中切邊密封。

5  試驗步驟

5.1  接通差熱分析儀或（huò）差示掃描量熱計電源，預熱20min，將（jiāng）經4.3處理的坩堝放入儀器（qì）加熱爐內的樣品杆上，設定升溫速度為5.0℃/min，並給計算（suàn）機輸入升溫速度值和試驗預計溫（wēn）度值，按儀（yí）器的操作規程進行試驗，試驗可（kě）在（zài）DTA或DSC 曲（qǔ）線出現第一分解（jiě）峰時（shí）停止（zhǐ）,也可在達到要求的試驗溫度時停止，然後，由計算機分別作被測藥劑、接觸材料（liào）和混合試樣的DTA或DSC曲線（xiàn）。

5.2  比較被（bèi）測藥劑試樣和接觸材料試（shì）樣的DTA或DSC曲線上（shàng）的第一分解（jiě）峰溫度，以其低者為基準(即為基準試樣的峰值溫度)；將混合試樣相應的峰值溫度與基準試樣的峰值溫度相比較，計算混合試樣相對於基準試樣的（de）第一分解峰溫度的變化量(△T_max）值。

5.3  若△T_max不（bú）小於5.0℃，直接作為試驗結（jié）果判據，判定被測藥劑與接觸材料不相容。

5.4  若△T_max小於5.0℃重複4.1～5.1的操作，對定為基準的試樣（yàng）(被測藥劑或接觸材料)和（hé）混合試樣（yàng）再分別作升溫速度為:2.5℃/min、100℃/min、15.0℃/min 時的DTA或DSC 曲線，並分別（bié）讀出各（gè）曲（qǔ）線的（de）峰值溫度（dù）。

6  結果處理

6.1  按公式(1)計算混合試樣相對於（yú）基準試樣的第（dì）一分解峰值溫度的變量△T_max：

△T_max = T_max1 - T_max2···············（1）

式中:

△T_max ——混合試樣相（xiàng）對於基準試樣第一（yī）分解峰（fēng）值溫度的變（biàn）量的數值，單位為攝氏度(℃)；

T_max1——升溫速度為5.0℃/min時，作為基準試樣（yàng）的第一分解峰（fēng）值（zhí）溫（wēn）度的數值，單位為攝氏度(℃)；

T_max2——升（shēng）溫速（sù）度（dù）為（wéi）5.0℃/min時，混（hún）合試樣的第（dì）一分（fèn）解峰值（zhí）溫度的數值（zhí），單位為攝氏度(℃)。

6.2  用計算機分析處理係統計算出混合試樣和作為基準試樣的表（biǎo）觀（guān）活化能。

6.3  按公式(2)計算混合試樣相（xiàng）對於基（jī）準試樣的表觀活化能變（biàn）化分數:

式中:

△E/Eα——混合試（shì）樣相對於基準試樣的表觀活化能變化（huà）分數，以百分數計(%)；

E_α1——基準試樣表觀活化能的數值（zhí），單位為千焦每（měi）摩爾(kJ/mol)；

E_α2——混合試樣表觀（guān）活化能的數（shù）值，單位為千焦每摩爾(kJ/mol)。

7  相容性評（píng）定

被測藥劑（jì）與接觸材（cái）料的相容性判據見（jiàn）表1.

表1   被測藥劑與接觸材料間的相容性判據

7.1  根據表1，對於相容（róng）性等級為1級的混合試樣，直接判（pàn）定被測（cè）藥劑與接（jiē）觸材料相容（róng）性好；對於相容性等級確定為2級～5級的混合試樣，在常溫下使用和貯存時應做其他（tā）測試方法（fǎ）的相容（róng）性試驗，以進行綜合判定（dìng）。

7.2  填寫（xiě）試驗報告單（dān）(格式參見附錄A)。

8  注（zhù）意事項

8.1  試驗過程中，若某些藥劑試樣量小至0.0005g時仍（réng）然發（fā）生爆炸，可用適量的α-氧化鋁稀釋後進行試驗。

8.2  對（duì）於（yú）放熱量大小不（bú）同的藥劑試樣或混合試樣中有爆炸組分的試樣，可以酌（zhuó）情減少（shǎo）試樣量；但在一組相容性試驗中，試樣量應（yīng）保持一致（zhì）。

8.3 試驗中應（yīng）采取抽真空、通（tōng）惰性氣（qì）體等措施，排除試驗時空氣和其他氣體的幹擾。

附錄A

火（huǒ）工品藥劑相（xiàng）容性試驗分析報告

圖A.1   火工品藥劑相容性試驗分析報告格式