摩擦静电论文关于RDXxxxxxx混料工艺的摩擦静电起电性能测定论文范文参考资料

摩擦静电论文关于RDXxxxxxx混料工艺的摩擦静电起电性能测定论文范文参考资料 （中北大学化工与环境学院，山西 太原 030051） 摘 要：笔者采用斜槽法对混料工艺的RDX与筒壁的摩擦情况进行模拟，对斜槽进行了改进，并对铝粉的静电起电性能进行了独立的测试。实验表明，在环境温、湿度相同时，RDX经摩擦带负电荷（-4.5-13.5 nC/g），铝粉带正电荷（0.44.4 nC/g）；静电积累量与药品的质量呈线性增加，换算成千克每纳库，呈递减关系；让RDX通过不同角度的两种斜槽，其静电积累值约为-4.5-13.5 nC/g（钢板）、-4.9-11.8 nC/g（铝合金板）；斜槽角度的增大会使药品的静电积累值变大，在角度为6070之间，RDX的静电积累出现最大值。 关键词：RDX；铝粉；斜槽法；静电起电 ：TJ55 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.xx.02.084 ：150827；修回日期：151228 作者简介：黄业令（1990-），男，广东梅县人，在读硕士，主要从事安全工程研究，E-mail：1061720739qq.。 黑索金（RDX）是目前众多领域上常用的含能材料，一般呈粉末状，且为高绝缘物质，粉状物质的表面积比同质量的块状物体大。在生产、运输和使用过程中其表面会与各种材质的工具、容器、设备等介质接触摩擦并产生静电，表面积的大小对摩擦程度具有重要影响，摩擦程度越大可能导致因摩擦产生的静电量变大，静电荷的聚集会表现出很高的静电电位，一旦周围环境达到了放电条件，会产生火花放电，当火花放电能量达到周围易燃物的燃点或者足以引爆*时，将发生火灾或爆炸事故1-3。在筛选、烘干、混料、称量等工序中RDX也会产生静电，在特定条件下会显示出静电危险性。因此，从工业安全的角度上讲，对生产过程中的静电积累进行研究分析是非常必要的。 目前有关RDX*和铝粉混合体系的静电电荷积累测定、静电火花感度研究以及静电起电控制方法有一些文献报道，模拟所用的斜槽法因要求利于收集，所设计的都是弧形斜槽，这和经混料过程的平面斜槽所产生的电荷存在差异，且所测的药品为经钝化过的RDX，其粒度较大（0.10.18 mm）。对于小颗粒的RDX原料（150 m）以及单纯的铝粉摩擦起电性能的并没有研究4-8。在混料过程中，粉状RDX原料本身具备很大的表面积，与筒壁充分接触并长时间摩擦后，会造成静电积累，而在此过程中加入的铝粉也会对其静电积累产生影响。因此，研究RDX和铝粉在特定情况下的摩擦带电规律，对指导RDX的安全生产和实验使用具有重要意义。 1 摩擦静电起电试验方法 1.1 摩擦静电起电试验原理 摩擦不是静电起电的必要条件，单纯的接触分离过程就会使物体带电，摩擦过程实际上就是相互摩擦的两个物体接触面上，不同接触点之间连续不断地进行接触分离的过程。特别是对于绝缘体来说，摩擦的整个过程都和静电起电有关。 对药品在混料工艺中的运动分析，主要是药品与药品之间、药品与筒壁之间进行摩擦。而相同物质的接触-分离所产生的电荷量可以忽略不计，所以混料过程中的静电主要是由不同药品之间的摩擦以及药品与筒壁之间的摩擦所产生。 1.2 摩擦静电起电试验装置与方法 本测试采用斜槽法测量静电量，其原理是让药品从不同材质的斜槽上端滑下过程中与斜槽进行摩擦，从而带电，并通过法拉第筒和数字电荷仪收集和测量所带电荷量9。该实验所用斜槽法是为了让药品在只受重力的条件下与不同介质进行摩擦，模拟在混料过程中RDX和铝粉与筒壁的摩擦带电规律，试验温度为25 C，相对湿度为45%。 测试采用两种不同的斜槽：钢板（1 m）、铝合金板（1 m）。数字电荷仪型号为EST111。法拉第筒是一种主要的非接触式测量物体所带电荷量的方式，其结构由相互绝缘的金属内、外筒组成，其间的绝缘垫块要求电阻为1 013 以上，该试验所用的绝缘垫块材料为聚四氟乙烯。斜槽架在两段支撑台上，前端支撑台高度不可调且前沿有突起，限制斜槽的下滑，斜槽角度的调节通过改变后端支撑台的高度和前后位置来实现。选用的*式样为RDX原料，铝粉为普通的工业铝粉。 2 实验结果与讨论 2.1 RDX原料摩擦静电起电性能分析 将20 g的RDX原料从不同角度的斜槽上滑下，观察其产生的静电量（见表1）。其中角度为40，45时，由于摩擦力过大，下滑过程中RDX在斜槽上有残余，表中各数已等比例，把残余电量放大。结果发现：一是RDX在通过钢板和铝合金板时，都得到了电子，其所累积的静电值为负值，说明RDX的逸出功高于钢板和铝合金板；二是斜槽的角度对带电量有较大影响，在摩擦力和下滑速度（摩擦时间）的作用下，一定范围内，随着角度的增大静电量也增大，当倾斜角达到一定值时，静电量出现极大值；三是RDX通过铝合金板在40时的静电累积量大于45时，是由于药品颗粒较小和斜槽的光滑程度不足，在斜槽上产生了大量的残留，导致RDX下滑时的流散性、速度不一样，使颗粒与斜槽的接触面积、电荷泄漏和中和的时间不一样，从而产生误差。 根据双电层理论，当两种不同材质的物体相互靠近、接触分离或者摩擦时，由于它们得失电子的能力不同，电子将从比较容易失去电子的一方转移到比较容易接受的一方10。该实验中通过对斜槽角度的调节，改变了RDX在斜槽上的受力情况，进而影响了RDX对斜槽的摩擦力及摩擦速度。摩擦力越大越有利于药品电荷的产生。下滑速度越快，产生电荷的速度越快，电荷通过空气等途径消散的时间越短。因此，摩擦速度越快越有利于电荷的累积，而随着斜槽的角度增大，一方面使下滑速度增大，另一方面却使得摩擦力减小，两者的综合作用，导致了在某一角度其静电累积量达到最大值。 将铝合金板的角度固定在58，分别让不同质量的RDX从上滑下测得数据（见表2）。通过数据的拟合发现随着质量的增加，静电的累积量有着良好的线型增长。这是因为质量的增加，使得RDX原料对斜槽的正压力变大，其所受的摩擦力也就越大。此外，质量的增加也加大了药品与斜槽间的接触面积，使得摩擦更加充分。 2.2 工业铝粉静电摩擦起电性能分析 在相同的温度和湿度下，让20 g铝粉分别从铝合金板和钢板下滑测得数据（见表3），可以发现：铝粉与铝合金板摩擦产生的正电荷量大于与钢板摩擦产生的电荷量，说明对于铝粉，铝合金板的静电序列在钢板之前；在通过钢板和铝合金板时，铝粉都失去了电子，其所累积的静电值为正值，数值分别为0.4451.365 nC/g（钢板），0.765/kg4.430 nC/g（铝合金板）；随着角度的增长，静电的累积量也在增长，在一定范围内，随着角度的增大静电量也增大，当倾斜角达到一定值时，静电量出现最大值。 将铝合金板的倾斜角固定为58，让不同质量的铝粉从上滑下测得数据（见第86页表4）。从实验结果可以发现，随着质量的增加，铝粉对斜槽的正压力也在增加，导致静电的累积量增长。但换算成单位质量铝粉所产生的电量呈递减关系，其原因是实验药品越少，药品与斜槽接触得越充分，越易于摩擦产生静电。 3 结论 1）RDX通过不同角度的两种斜槽，其静电积累值约为-4.5-13.5 nC/g（钢板）、-4.9-11.8 nC/g（铝合金板），铝粉静电积累值约为0.41.4 nC/g（钢板）、0.84.4 nC/g（铝合金板）。 2）药品单次下滑的质量越大，静电积累量越大，换算成单位质量药品所产生的电量呈递减 关系。 3）随着角度的增加，RDX和铝粉的静电积累值也