單軍輝,周小清,李洪珍,劉天生
(1. 中北大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院,山西 太原 030051;2. 中國工程物理研究院化工材料研究所,四川 綿陽 621999)
溶液結(jié)晶廣泛應(yīng)用于炸藥晶體的制備,不僅在炸藥分離和純化過程中起重要作用,而且在炸藥晶體的顆粒大小和形貌控制方面起至關(guān)重要的作用。炸藥晶體顆粒的大小和形貌不僅影響炸藥本身的物化性能和安全性能,而且與澆注、壓裝等裝藥工藝的流變性、成型性、安全性以及裝藥固含量等密切相關(guān),顯著影響炸藥的起爆、傳爆性能,決定了炸藥應(yīng)用的廣度和深度[1-3]。因此,控制炸藥的結(jié)晶過程是獲得高質(zhì)量晶體產(chǎn)品的關(guān)鍵。
成核是結(jié)晶過程的第一步,也是關(guān)鍵的一步,影響晶體的形貌、尺寸及其分布、多晶型和晶體產(chǎn)物的純度等[4-5]。認(rèn)識成核過程已成為控制晶體產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵策略之一。然而,由于晶核尺寸小,在實驗上難以直接監(jiān)測和表征成核現(xiàn)象的發(fā)生,理解溶液結(jié)晶中的成核過程極具挑戰(zhàn)性。近年來,盡管光譜技術(shù)[6?8]以及分子模擬方法[9-10]的發(fā)展能夠研究溶液中分子的組裝狀態(tài),但仍然無法直接觀察和表征成核過程。此外,許多研究人員還通過基于晶體生長中間階段的理論求解數(shù)學(xué)模型,對過程建模[11]和非穩(wěn)態(tài)研究[12-13]進(jìn)行了大量工作。但是,需要更多的實驗數(shù)據(jù)來幫助驗證和進(jìn)一步修正理論結(jié)果。在經(jīng)典的成核理論中[14],成核過程被簡化為可逆的鏈反應(yīng),分子依次吸附和脫離大小不同的簇,超過臨界尺寸的簇的頻率稱為成核速率。……