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环四亚甲基四硝胺高温高压下相变与化学反应行为

HMX；相变；化学反应

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含能材料在爆炸过程中的相变和化学反应过程对于我们理解其引爆过程、设计新的含能材料及提高材料的稳定性方面具有十分重要的意义。由于爆炸瞬间发生，给表征该过程带来了很大的困难。通过金刚石对顶砧并结合电阻加热的方法可以模拟这一高温高压过程。环四亚甲基四硝胺 (HMX）是典型的含能材料，在爆破以及军事上应用十分泛,然而其在高压下的相转变行为却一直存在争议。在本文中，我们利用金刚石对顶砧并结合原位的拉曼、红外及同步辐射衍射技术系统的研究了β-HMX在静水压及非静水压的条件下的相变过程并获得了其在高压（40 GPa）常温条件下的状态方程。实验结果表明其~5GPa、~12GPa，17GPa以及27GPa发生了相变，且该过程是可逆的，并未发生化学反应，澄清了此前文献中β-HMX在非静水压力下，25GPa会发生化学反应的争议。对β-HMX在高温高压下化学反应的研究表明，6.55GPa下，其分解温度为573K，红外实验表明其产物中含有CO2、-OH、-NH以及-NOH等官能团，表明高温高压下可能存在氢转移反应。