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奥克托今,其学名环四亚甲基四硝铵(1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮环氧杂辛烷,分子式C4H8N8O8),英文缩写HMX,是目前国内外综合性能最好的单质炸药。它具有密度高、能量高、感度低等优良特点。在高能混合炸药、高能固体推进剂和高能发射药等领域应用广泛。HMX的结晶特性对本身的性能有重要的影响,工业中粗制的HMX的晶体缺陷含量比较多,这种缺陷的形成会导致HMX的品质降低,不利于应用。因此,通常采用溶液重结晶法对HMX改善其性质。溶液重结晶可作为减少晶体缺陷数量的方法,从而使品质得到大幅改善。在重结晶的过程中,成核动力学和生长动力学均影响晶体缺陷的形成和发展。本论文通过研究HMX在γ-丁内酯中的成核机理和生长模型进行了理论分析和实验研究,主要研究内容如下：(1)HMX在γ-丁内酯中介稳区的研究：采用激光法测量了HMX在γ-丁内酯中的溶解度,运用Apelblat半经验方程拟合出了溶解度和温度的关联式。研究了初始饱和温度、降温速率及搅拌速率对HMX在γ-丁内酯溶剂中结晶的介稳区宽度的影响。结合经典成核理论拟合得到降温速度、搅拌速率与介稳区宽度的关系式,并计算了相应温度下的均相成核级数。结果表明,介稳区宽度随温度和降温速率的升高而明显变宽,随搅拌速率的增加逐渐变窄。受降温速率和搅拌速率影响的成核级数均与饱和温度有关,并随温度的升高逐渐变小。HMX介稳区性质为其结晶过程选择合适的操作过饱和度提供了理论依据。(2)HMX在γ-丁内酯中成核过程的研究：研究了不同过饱和度,不同初始饱和温度下HMX在γ-丁内酯中的成核过程,测定了不同情况下的成核诱导期。发现当HMX溶液的过饱和度S>1.35时,初级均相成核在成核过程中其主导作用；当S<1.35时,初级异相成核其主导作用。此外,本文根据经典成核理论,计算了在不同条件下的HMX的成核参数,如固液表面张力,以及成核速率常数,讨论了成核参数对成核能力的影响。(3)HMX在γ-丁内酯中晶体生长过程的研究：通过测定诱导期数据,采用诱导期法,对HMX晶体在γ-丁内酯中的生长机理进行了研究。通过对拟合结果的分析,发现HMX晶体的在γ丁内酯中的生长机理符合二维成核机制。(4)成核机理对晶体缺陷的影响：采用折光匹配光学显微镜(OMS)、场发射扫描电镜(SEM)对不同条件得到的HMX样品进行缺陷表征。通过内部缺陷表征,结合成核机理对晶体的缺陷进行了研究。