GJB 5891.17 相容性試驗 差（chà）熱分析和差示掃描量熱法

GJB 5891.17-2006火工（gōng）品藥劑試驗（yàn）方法

第17部分:相（xiàng）容性試驗  差熱分析和差示掃（sǎo）描量熱法

1  範圍（wéi）

本部分規定了用差熱分析(DTA)和差示掃描量熱法(DSC)進行火工（gōng）品藥劑相容性試驗的儀器、設備和材料、試驗準備、試驗步驟、結果處理、相容性評定及注（zhù）意事項。

本部分適用於火（huǒ）工（gōng）品（pǐn）藥劑與（yǔ）接觸材料相容性的篩選。

2  原理

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

3  儀器、設備和材料

試驗用（yòng）儀器、設備和材料應符合以下要求:

a）差熱分析儀（yí）或同類型儀器:溫度分辨力為0.5℃，儀器應定（dìng）期進行（háng）測溫準確度（dù）校驗；

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

c）真空及惰性氣氛（fēn）係統:包括真（zhēn）空泵、氣體（tǐ）流量計及惰性氣體鋼瓶、減壓閥、三通活塞、真空管道等，惰性（xìng）氣體應為氦氣或高純氮、氬氣等；

d）帶蓋片的坩堝:直徑為5.0mm，高為 2.5mm，坩堝的材料（liào）為鋁、不鏽鋼（gāng）、鎳、氧化鋁等；試驗時坩堝材質的選用應和試樣相（xiàng）容；

e）鋁質翻邊坩堝:翻邊直（zhí）徑（jìng）約為（wéi）7.6mm，內（nèi）徑為（wéi）5.0mm，高為2.5mm；

f）壓片機；

g）分析天平: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  用分析天（tiān）平分別稱取（qǔ）α-氧化鋁(作參比（bǐ）物)和被測藥劑各0.0007g，準確（què）至0.00001g，並分（fèn）別倒入帶蓋片的坩堝中，並編號，備用。

4.2  被測藥劑（jì）和接觸材料按質量比1:1 取（qǔ）樣，準確至0.00001g，並混合均勻，製成（chéng）混合（hé）試樣，並稱取0.0007g，準確至 0.00001g，倒入帶蓋片的坩堝，並編號，備用；對於密度相差較大（dà）的樣品，可以酌情改變取樣比例。

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

5  試驗步驟

5.1  接通差熱分析儀或差示掃描量（liàng）熱（rè）計（jì）電源，預熱20min，將經（jīng）4.3處理的坩堝放入儀器加熱爐內的樣品杆上，設（shè）定升溫速度為5.0℃/min，並給計算機輸（shū）入升溫速度（dù）值和（hé）試驗預計（jì）溫度值，按儀器的操作規程進行試驗，試驗可（kě）在DTA或DSC 曲（qǔ）線出現第一分解峰時停止,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（bèi）測藥劑、接觸（chù）材料和混合（hé）試樣（yàng）的DTA或DSC曲線。

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

5.3  若（ruò）△T_max不（bú）小於5.0℃，直接作為試驗（yàn）結果判據，判定（dìng）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(被測藥劑或接觸材（cái）料)和混合試樣再分別作（zuò）升溫（wēn）速度為:2.5℃/min、100℃/min、15.0℃/min 時的DTA或DSC 曲線，並分別讀出各曲線的峰（fēng）值（zhí）溫度。

6  結果（guǒ）處理

6.1  按公式(1)計算混合試（shì）樣相對於基準（zhǔn）試樣的第一分解（jiě）峰值（zhí）溫度的變量△T_max：

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

式中:

△T_max ——混合試樣相對於基準試樣第一分解峰（fēng）值溫度的變（biàn）量的數值，單位為攝氏（shì）度(℃)；

T_max1——升溫速（sù）度為5.0℃/min時，作（zuò）為基準試（shì）樣的第一分解（jiě）峰值溫度（dù）的數值，單位為攝氏度(℃)；

T_max2——升溫速（sù）度為5.0℃/min時，混合試樣的第一分解（jiě）峰值溫（wēn）度的數（shù）值，單位為攝氏度(℃)。

6.2  用計算機分析處理係統（tǒng）計算出混合試樣和作為（wéi）基準（zhǔn）試樣（yàng）的（de）表觀活化能。

6.3  按公式(2)計算混合試樣（yàng）相對於基（jī）準試樣的（de）表觀活化能變化分數:

式（shì）中:

△E/Eα——混合試樣相對（duì）於基準試樣的（de）表觀活化能變化分數，以百（bǎi）分數計(%)；

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

E_α2——混合試樣表（biǎo）觀活化能的數值，單位為千焦每摩爾(kJ/mol)。

7  相容性評定

被（bèi）測藥劑與接（jiē）觸材料的相容（róng）性判據見表1.

表1   被測藥劑與接（jiē）觸材料間的相容（róng）性判據

7.1  根據表1，對於相容性等級為1級的（de）混合試樣，直接判定被測藥劑與接觸材料（liào）相容性好；對於相容性等級（jí）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測試方法的相容性試驗（yàn），以進行綜合（hé）判定。

7.2  填寫試驗報告單（dān）(格式參見附錄A)。

8  注意事項

8.1  試驗過程中（zhōng），若某些藥劑試樣量小至0.0005g時仍然發生爆炸，可（kě）用適量的α-氧化鋁稀釋後（hòu）進行試驗。

8.2  對於放熱量大小不同的藥劑試樣或混合試樣（yàng）中有爆（bào）炸組分的試樣，可以酌情減少試樣量；但在一組相容性（xìng）試（shì）驗中，試樣量應（yīng）保持一致。

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

附錄（lù）A

火工品藥劑（jì）相容性試驗分析報告

圖A.1   火工品藥劑相容性試驗分析報告格式