平川， 甘强， 张蕊， 都振华， 冯长根

(1.北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室， 北京 100081； 2.西安航天化学动力有限公司， 陕西 西安 710025；3.陕西应用物理化学研究所 应用物理化学重点实验室， 陕西 西安 710061)

0 引言

自催化反应是指分解产物在反应过程中充当催化剂的一种反应类型[1]，这类反应在含能材料的热分解过程中很常见[2-5]。自催化分解反应通常伴随着热量的突然释放，因此这类反应往往非常危险且难以预测。含能材料的自催化分解现象在发生剧烈反应(燃烧或热爆炸)之前，很长一段时间都不会有明显的温升现象，一旦产生明显的温升就会迅速成长为燃烧或热爆炸[6]，因此如何快速准确地鉴别自催化反应并判断自催化反应强度，一直是研究的热点和难点[7-9]。

在以往的研究中，往往将具有自催化特性的物质按照n级反应进行动力学计算分析[10-12]，但会造成危险性评估的偏差。为准确描述物质的自催化反应，1944年Prout等[13]提出Prout-Tompkins反应模型，描述了高锰酸钾的自催化热分解过程。1994年Dien等[14]基于Prout-Tompkins模型提出了通用性更强的Benito-Perez反应模型，并给出了判断自催化反应强弱的依据。后续的Kamal-Sourour反应模型[15]、Avrami-Erofeev反应模型[16-19]等都是基于以上两种反应模型的改进，以上自催化反应模型的提出对于研究自催化反应的进程提供了有利条件。

表1给出了常见自催化反应动力学模型的机理函数表达式。需要特别指出的是，机理函数是定量描述反应速率随反应进度α变化关系的函数，并无分布函数特性。……