• 导热填料取向有序化增强复合材料导热系数的机制研究

  黎台川, 梅宇欣, 李兰, 张朝阳, 黄鑫

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.11943/CJEM2026103

  摘要(34) HTML(94) PDF(2.29 M)( 7)

  摘要：为揭示导热填料取向有序化对聚合物基复合材料热导率的增强机制，以石墨烯/含氟聚合物复合材料为对象，建立二维稳态热传导数值模型，系统研究填料体积分数、长径比及取向角对复合材料有效热导率的影响规律。结果表明：复合材料有效热导率随石墨烯体积分数和长径比增大而升高，随取向角增大而降低；石墨烯取向对定向导热性能具有显著调控作用，且取向角与有效热导率之间呈良好的余弦函数关系，拟合函数决定系数R²的平均值大于0.99。在体积分数为30%、长径比为20∶1时，取向角由90°减小至10°，复合材料有效热导率由0.233 W·m^-1·K^-1提高至1.285 W·m^-1·K^-1，增幅约450%。研究表明，导热填料取向有序化可通过优化填料与热流方向的几何匹配关系，改善复合材料内部热传导路径的连续性与定向性，从而显著提升其定向导热能力。该结果可为热向异性高导热复合材料的结构设计与性能调控提供理论依据。

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• N，N′‑［5，5′‑双（三硝基甲基）‑3，3′‑联（1H，1′H‑1，2，4‑三唑）］二硝胺的合成及性能

  贺逸飞, 张辉, 尹平, 庞思平

  优先出版日期:2026-05-29  DOI: 10.11943/CJEM2026025

  摘要(37) HTML(156) PDF(1.42 M)( 15)

  摘要：以5,5’-二(三硝基甲基)-3,3’-联(1H,1’H-1,2,4-三唑)（1）为原料，通过N-氨基化反应合成5,5’-二(三硝基甲基)-2,2’-二氨基-(3,3’-联-1H,1’H-1,2,4-三唑)（2），进一步对（2）进行硝化反应，合成了一种新型化合物N,N’-[5,5’-双(三硝基甲基)-3,3’-联(1H,1’H-1,2,4-三唑)]二硝胺（3）。通过红外光谱（IR）、核磁共振（NMR）、X射线单晶衍射（XRD）、元素分析（EA）对化合物3进行结构表征，并利用同步热分析（TG-DSC）研究其热分解行为，运用等键反应方程计算了化合物3的生成焓，采用EXPLO5预测了其爆轰性能，并通过BAM标准测试方法获得其撞击感度和摩擦感度。结果表明，化合物3•2H2O的晶体密度为1.937 g•cm-3（100 K），属单斜晶系，P21/n空间群，其起始热分解温度92.6 ℃，生成焓680.5 kJ•mol-1，爆速8926 m•s-1，爆压34.1 GPa，比冲257.7 s，撞击感度2 J，摩擦感度36 N。

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• 氨基与硝基取代基对TYX系列耐热炸药热分解行为的影响：基于动力学模型的构效关系解析

  张婧, 窦金康, 唐长伟, 高敏, 谭博军, 刘宁

  优先出版日期:2026-05-07  DOI: 10.11943/CJEM2026039

  摘要(118) HTML(94) PDF(1.96 M)( 96)

  摘要：为探究氨基与硝基取代基对TYX系列耐热炸药热稳定性的调控机理，本文选取基于双三唑并四嗪骨架的两种新型耐热炸药：全氨基取代的2，7-二氨基双（［1，2，4］三唑并）［1，5-b：1'，5'-e］［1，2，4，5］四嗪-5，10-二鎓-3，8-二内盐（TYX-1）与单硝基单氨基取代的2-氨基-7-硝基双（［1，2，4］三唑并）［1，5-b： 1'，5'-e］［1，2，4，5］四嗪-5，10-二鎓-3，8-二内盐（TYX-3），综合运用差示扫描量热法（DSC）及热分解动力学方法，系统对比了二者的热分解行为，同时通过热重-红外-质谱联用技术（TG-FTIR-MS），系统分析了二者的热分解过程。结果表明，取代基差异对其热稳定性与分解路径具有决定性影响。TYX-1表现出单一的高温分解过程，峰值温度达477.56 ℃（20 ℃·min^-1加热条件下），其分解机制符合随机二维核生长模型（A2），这与氨基官能团促进形成的层状堆积结构及其诱导的受控二维能量释放路径相一致。相比之下，TYX-3的分解温度显著降低，并呈现多步分解特征：初始阶段遵循二维扩散模型（D2），随后经多反应竞争阶段，最终转变为一维化学反应模型（F1）主导的骨架断裂过程。气态产物分析表明，TYX-1主要分解产物为N₂、CO₂、N₂O和HCN；而TYX-3额外检测到NO、HCNO、NH₂和H₂O，证实硝基作为强氧化性基团诱导了非常规分解路径并促进了母环骨架的氧化裂解。

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• 二硝酰胺铵机械感度的含水量-温度耦合效应

  刘松源, 夏语, 程志鹏, 吕佳璐, 雷康, 梁建豪, 吴星亮, 徐森

  优先出版日期:2026-04-29  DOI: 10.11943/CJEM2026060

  摘要(89) HTML(166) PDF(1.52 M)( 82)

  摘要：为探究含能氧化剂二硝酰胺铵（ADN）在不同含水量和温度条件下的机械感度演变规律，采用联邦材料检验局（BAM）标准试验，并结合兰利-D最优化法，对含水量为0、5%、10%和15%的ADN样品在25，50 ℃和75 ℃下的撞击感度与摩擦感度进行了定量表征。结果表明，随着含水量增加，ADN的撞击感度和摩擦感度均明显降低，但其变化并非简单线性，而表现出一定阶段性特征。25 ℃时，ADN极限撞击能由无水状态的4 J提高至含水量5%时的30 J，当含水量达到10%及以上时超过50 J；最低摩擦荷重则由56 N逐步升高，并在15%含水条件下超过仪器量程上限。进一步分析表明，升高温度会逐步削弱水分带来的钝感效果。在相同含水量条件下，50 ℃和75 ℃时ADN的撞击极限能与摩擦最低荷重整体低于25 ℃，对应的撞击和摩擦发火概率曲线持续向低刺激方向偏移，其中摩擦感度对温度变化更为敏感。分析认为，含水量和温度的作用不仅体现在单一阈值点上，而且会引起整条发火概率曲线及小概率风险边界的系统迁移。

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• 含能材料前沿热点：富氮稠环化合物的结构设计与协同优化研究进展

  唐长伟, 何丹, 葛忠学, 贺金峰, 张茹新, 王晓莹

  优先出版日期:2026-04-20  DOI: 10.11943/CJEM2026029

  摘要(150) HTML(306) PDF(4.38 M)( 114)

  摘要：高能量密度与低机械感度之间的矛盾是含能材料领域的核心难题。以RDX、HMX、CL-20为代表的传统硝胺类化合物虽大幅提升了能量水平，但始终面临这一矛盾。为探索突破传统性能权衡的新路径，研究者提出了以刚性平面稠环骨架为核心的富氮稠环策略。本文系统梳理了该领域从一元稠环体系（唑类、嗪类、1，2，5-噁二唑）设计到二元体系集成设计的发展脉络，阐述了标志性分子的设计思路、合成方法学从氧化硝化到可控重排反应的突破，以及氢键网络与π-π堆积等相互作用对性能的调控机制，展现了研究范式从“经验试错”向“理性设计”与“功能定制”的演进。最后，针对制约工程应用的合成瓶颈，提出未来突破需从设计、制备与应用三个层面协同推进：发展兼顾性能与合成可行性的设计方法，推广合成路径安全的制备技术，拓展稠环含能材料的应用领域，推动分子设计走向实际应用，为下一代高性能含能材料提供支撑。

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• 喷射压力对螺旋沟槽充液炮管内气幕演化特性的影响

  郭皓宇, 余永刚, 胡雨博, 张欣尉

  优先出版日期:2026-04-26  DOI: 10.11943/CJEM2026016

  摘要(80) HTML(106) PDF(1.70 M)( 41)

  摘要：为阐明水下气幕式发射过程中的气幕流场演化机制并优化管内排水效率，本文开展了不同喷射压力工况对螺旋沟槽式水下炮管内气幕演化特性的影响规律研究。针对不同喷射压力工况对螺旋沟槽式水下炮管内气幕演化特性的影响，基于40 mm超空泡射弹和螺旋沟槽气幕式发射管，建立了水下炮气幕式发射排水过程的非稳态三维两相流模型，开展了4种不同喷射压力工况下螺旋沟槽炮管内气幕演化过程的数值模拟研究，分析了升压速率对气幕演化关键特性的影响。结果表明：升压速率越高，整体的排水效果越好，但弹前压力也更高。升压速率从1 MPa·ms^-1增加到4 MPa·ms^-1，完成排水时间（气幕头部到达管口的时间）从14.4 ms缩短至11.8 ms，时间效率提升18.1%，排水能力提升25.7%。然而，完成排水时弹头表面压力从3.7 MPa升高到4.96 MPa、管内平均压力由4.14 MPa升高到5.47 MPa。高升压速率虽能显著加速排水，但会大幅增加弹丸后续的管内运动阻力。

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• (Z)-5,5'-偶氮四唑钾的光化学合成及表征

  石峻豪, 江天宇, 张文全

  优先出版日期:2026-04-15  DOI: 10.11943/CJEM2026057

  摘要(125) HTML(266) PDF(2.05 M)( 118)

  摘要：立体异构在调控含能分子结构与性能上展现出独特作用，光化学反应因条件温和、构型调控精准，对实现含能分子立体异构转化、拓展其功能化应用具有重要理论与实践价值。以(E)-5,5'-偶氮四唑钾（E-PZT）为研究对象，通过系统的条件筛选确定了光化学合成其异构体(Z)-5,5'-偶氮四唑钾（Z-PZT）的最佳条件，采用核磁共振波谱、紫外可见吸收光谱、红外光谱和拉曼光谱对Z-PZT进行结构表征，并测定Z-PZT的室温半衰期为49 min。借助理论计算，对比分析了E-PZT与Z-PZT的前线分子轨道与理论激发能、激发波长，结合计算预测的核磁共振谱图、紫外可见吸收光谱等，验证了光致异构反应相关实验现象与结果，进一步佐证Z-PZT的成功合成。此外通过计算异构化能垒，提出光反应机理为E-PZT被365 nm光激发至S2激发态，经最低能量交叉低点完成异构化生成Z-PZT，解释了Z-PZT半衰期较短的内在原因是Z-PZT基态能量高于E-PZT，且Z→E热异构化能垒较低，为含能分子的光致异构调控研究提供了可靠的实验与理论支撑。

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• 基于叠片换能器的固体火箭推进剂超声检测技术研究

  杨顺民

  优先出版日期:2026-04-08  DOI: 10.11943/CJEM2025257

  摘要(91) HTML(106) PDF(1.77 M)( 45)

  摘要：为了解决超声波在固体推进剂中传播时存在衰减大、散射强，现有超声换能器无法检测出其内部全部缺陷的问题，提出了一种超声叠片换能器的无损检测研究方法。本研究方法，在国内外学者研究的基础上，提出利用叠片换能器具有较高的发射能量的特性来解决超声波在固体火箭推进剂中传播时存在的衰减和散射问题，设计了一种1 MHz四叠片的超声换能器，该换能器通过晶片堆叠将平面声场转化为柱面声场，以获取更丰富的回波信息，提高缺陷的分辨力；并在超声叠片换能器声场仿真的基础上，研制了1 MHz四叠片超声换能器，通过实验与同规格国内外换能器对比，增益提高了20 dB。最后搭建了固体火箭推进剂超声自动检测系统，实现了固体火箭推进剂的在线检测。结果表明，所研制的检测设备能够准确检测出Φ1.2 mm×5 mm（深）的最小人工盲孔及自然夹杂缺陷，完成了对固体火箭推进剂内、外部缺陷的定性定量无损检测。

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• 芳族降速剂对HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响

  巩如楠, 程国荣, 赵卓安, 陈松, 刘所恩, 廉建彪, 张兵, 陈锦芳, 刘晓璐

  优先出版日期:2026-04-07  DOI: 10.11943/CJEM2026005

  摘要(126) HTML(218) PDF(989.61 K)( 96)

  摘要：为了探索芳族化合物对CMDB推进剂燃烧性能的影响，使用2，2"-（丙烷-1，1-二亚基）双（4-叔丁基苯酚）（2，2"-（propane-1，1-diyl）bis（4-（tert-butyl）phenol），PDBP）作燃速调节剂制备了HMX-CMDB推进剂，并使用靶线法对不同PDBP含量的HMX-CMDB推进剂燃烧性能进行了研究，结果表明：随着PDBP含量增加，HMX-CMDB推进剂燃速和压强指数显著下降。含7%PDBP的HMX-CMDB推进剂在16 MPa下燃速降低至8.55 mm·s^-1，压强指数降低至0.217。相较传统降速剂蔗糖八醋酸酯（SOA），含等质量PDBP的HMX-CMDB在低压区（8~10 MPa）的燃速基本保持不变，在高压区（12~16 MPa）的燃速进一步降低，压强指数更低。此外，1%的PDBP替代SOA后，HMX-CMDB的爆热仅降低20 kJ·kg^-1。通过化学结构分析，PDBP的降速作用机理为：分子热分解后形成质子与具有共轭 π 键结构的稳定自由基分子，活泼的质子能够与HMX-CMDB推进剂中含能分子分解出的活性自由基反应形成稳定结构，减缓自由基的自催化速率，达到降低燃速的作用。

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• 基于S型桥箔电爆炸等离子体点火的震源设计及声学特性

  李旭涵, 徐聪, 刘纪鸿, 张言

  优先出版日期:2026-04-13  DOI: 10.11943/CJEM2026010

  摘要(177) HTML(240) PDF(3.24 M)( 73)

  摘要：为了满足深层石油勘探对震源高安全、低成本、耐高温、抗高压等技术要求，采用双气体管高压开关控制薄膜电容放电，通过S型桥箔电爆炸等离子体点火，实现了硼-硝酸钾（BPN）点火药的爆燃以及水下冲击波的输出，结合升降法确定了震源的最低发火条件，并利用压力传感器对震源的声学特性进行了研究。结果表明：由薄膜电容（2 μF）和双气体管高压开关组成的发火单元能够可靠实现脉冲放电，能够满足井下高温、高压的特殊环境，且成本较低；利用该发火单元对S型Cu桥箔放电，电爆炸等离子体引燃BPN药柱的电压阈值为1100 V，临界峰值电流为1847 A；水下冲击波实验及声源级分析结果表明该震源在50~800 Hz频带内激发的声源级高于150 dB，满足当前井下震源的技术要求。

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• 高氮量硝化棉的双螺杆塑化分子模拟及流变特性

  方嵩杭, 罗贵莹, 游婷, 代久双, 周杰

  优先出版日期:2026-03-31  DOI: 10.11943/CJEM2025248

  摘要(173) HTML(246) PDF(2.58 M)( 100)

  摘要：为了提高高氮量单基药的塑化效果，获得高氮量硝化棉在双螺杆连续塑化过程中合适的工艺参数。采用分子动力学模拟方法分析了醇醚比和溶棉比对高氮量硝化棉增塑效果的影响，并通过醇醚溶解度实验和双螺杆塑化药料的流变实验对模拟结果进行验证。结果表明，醇醚混合溶剂的溶度参数与高氮量NC接近，高氮量NC与乙醇分子间有较强的氢键和静电力作用，与乙醚分子间主要为范德华力作用。醇醚比为1∶1.4时，乙醇能与NC建立较强的氢键作用，溶解性更强，与实验结果（NC在醇醚比为1∶1.36时溶解度最大）一致性好。在一定范围内增大溶棉比能削弱NC分子内的氢键作用并增大分子链回转半径，与药料剪切黏度降低和挤出药条表面趋于致密均匀的宏观变化相互关联，0.85溶棉比下NC的回转半径最大（2.24 nm）且分子内氢键数最少，与实验结果（0.825溶棉比下药料的表观剪切黏度最低）较为一致。因螺杆强剪切与溶剂挥发的综合作用，应用模拟所得溶棉比塑化高氮量NC时，宜采用较低螺杆转速。此外，采用低溶棉比时适当提高转速也能有效降低药料黏度，但需注意剪切生热作用带来的不利影响。

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• “电-化耦合爆炸”过程的能量沉积机理

  王铖, 韦丁, 李星翰, 汪航宇, 林家睿, 陈浩东, 甘云丹

  优先出版日期:2026-04-03  DOI: 10.11943/CJEM2025269

  摘要(130) HTML(268) PDF(1.61 M)( 112)

  摘要：为揭示“电-化耦合爆炸”的能量沉积机理，本文搭建了电-化耦合爆炸实验平台，系统研究了金属丝直径（0.1~0.4 mm）与初始充电电压（25~40 kV）对铝丝电爆炸驱动环四亚甲基四硝胺（HMX，奥克托今）起爆过程的影响规律。结果表明，“电-化耦合爆炸”包含金属丝汽化与等离子体膨胀、HMX点火、HMX爆炸和爆轰产物导电通道瓦解四个特征阶段。通过定义HMX爆炸阶段能量占比（η_Ⅲ）和功率峰值比（γ），建立了判别机理转变的定量判据体系：当η_Ⅲ>90%且γ>0.5时系统处于HMX主导的“电-化耦合爆炸”模式；η_Ⅲ降至70%~80%、γ<0.2时转入铝丝主导的“电爆炸”模式；η_Ⅲ≈0、γ≈0且电流振荡消失时进入电阻主导的“电容瞬时放电”模式。铝丝直径通过控制“有效汽化电离质量分数”主导能量沉积机理的根本转变：直径从0.1 mm增至0.4 mm，系统释能机制依次经历上述3种模式的转变。初始充电电压通过“功率密度增强机制”调控耦合爆炸的强度与效率：电压从25 kV升至40 kV，第一功率峰值增大3.2倍、点火延迟缩短62%、HMX爆炸阶段沉积能量增大3.0倍、总沉积能量增大3.3倍。研究表明，减小铝丝直径的同时提高初始充电电压可增强“电-化耦合爆炸”效率，建立的定量判据体系与协同调控规律为电-化耦合爆炸技术的参数优化与精准控制提供了关键科学依据。

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• 热塑性高粘药料立式螺压挤出工艺数值模拟

  林高明, 王苏炜, 刘晓璐, 朱琳怡, 刘耀, 王康

  优先出版日期:2026-03-18  DOI: 10.11943/CJEM2025242

  摘要(150) HTML(194) PDF(2.51 M)( 192)

  摘要：针对当前热塑性含能材料传统装药工艺存在的自动化程度低、危险性高以及装药质量均一性差等问题，引入立式螺压装药工艺，并建立了一套定量化的综合性能评价方法以指导工艺优化，旨在系统提升其工艺效率、装药质量及过程安全性。研究在解析药浆粘弹特性的基础上，模拟分析了不同工艺条件以及配方组分下药浆挤出过程中的流变行为，探索了高温、高压等热点区域的产生机理。结果表明，将配方固含量质量分数由75%提升至85%，药浆流动性会显著降低。同时，流场压力和剪切应力的增幅分别达827%和600%，且粘性耗散热增加了384 kW·m^-3，致使螺压挤出过程热-力耦合行为加剧，工艺安全性降低，工艺风险系数由0.99升至3.36。然而，通过调控螺杆转速（转速范围，10~30 r·min^-1）、利用金属颗粒增强“机筒-药浆-螺杆”间导热网络等措施，能够使温度波动范围缩小0.8~1.9 ℃，抑制局部热点形成。

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• 芳酰腙类小分子凝胶剂的合成及其凝胶燃料多维性能评价体系构建

  柳金茗, 赵鑫, 李伟, 鄂秀天凤

  优先出版日期:2026-03-17  DOI: 10.11943/CJEM2026002

  摘要(221) HTML(246) PDF(2.42 M)( 255)

  摘要：为探究小分子凝胶剂对凝胶燃料综合性能的影响，设计并合成了5种芳酰腙类小分子凝胶剂，采用加热-冷却法制备煤油凝胶燃料，研究其成胶机理，并从凝胶剂最小添加量（A），凝胶燃料相变温度（T_g）、物理化学稳定性（S_pc）、能量密度损耗率（E_loss）、剪切变稀能力（S_thin）以及复凝性（R）6个维度构建了凝胶剂性能综合评价体系。结果显示，凝胶剂均能通过氢键、π-π共轭等非共价作用形成三维网络结构，有效束缚煤油分子，其凝胶燃料表现出热可逆性（T_g=50~80 ℃），并具备良好的物理化学稳定性与剪切变稀行为。其中，L18凝胶剂的最小添加量最低（3.1%），成胶速度最快（15 s）；L5凝胶剂的物理化学稳定性最佳，在10000 r·min^-1高离心速率下的质量保留率高达97.5%；L16凝胶剂的剪切变稀能力最强，剪切后的黏度仅为34.72 mPa·s。基于建立的多维性能评价体系，L16和L18凝胶剂展现出显著的综合优势。

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• HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应特性

  杨丽洁, 翟进贤, 邢子晗, 佟天琳

  优先出版日期:2026-03-12  DOI: 10.11943/CJEM2025270

  摘要(209) HTML(352) PDF(1.40 M)( 324)

  摘要：为了揭示聚氨酯交联含能复合材料药浆固化反应特性，本文基于HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化过程中特征官能团红外光谱特性、ATR-FTIR光谱工作原理推导了HTPB/IPDI固化反应动力学方程；在45 ℃，50 ℃，55 ℃，60 ℃和65 ℃下获得了HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应过程中特征基团演化规律，利用推导方程构建了HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应动力学曲线，获得了HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应表观活化能。结果表明，HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应过程呈两阶段特征，第一阶段对应于药浆凝胶前反应过程，其表观活化能E_a1为69.83±5.54 kJ·mol^-1，第二阶段对应于药浆凝胶后固化反应过程，其表观活化能E_a2为71.31±4.45 kJ·mol^-1。HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应表观活化能显著高于HTPB/IPDI均相混合体系。

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• 基于分子光谱多元校正技术的硝酸羟铵基推进剂分析方法

  孟醒, 甄江涛, 徐林楠, 李俊

  优先出版日期:2026-03-09  DOI: 10.11943/CJEM2025255

  摘要(180) HTML(252) PDF(1.10 M)( 299)

  摘要：为了实现硝酸羟铵基推进剂组分含量的一步式测定，解决现有测试方法流程复杂、分析周期长等问题，采用分子光谱多元校正技术，对硝酸羟铵基推进剂的分析方法进行了研究。通过采集硝酸羟铵基推进剂配制样品的近红外光谱，应用偏最小二乘法，选择最佳光谱预处理方法、最佳谱区、主成分数、剔除异常值，针对硝酸羟铵基推进剂中的4种主要组分，硝酸羟铵、硝酸盐A、助剂B及助剂C，建立了各自的近红外定量分析模型。所建模型效果均较好，校正集相关系数（RC）均在0.997以上，验证集相关系数（RP）均在0.990以上，校正标准误差（SEC）均在0.06以下，验证标准误差（SEP）均在0.09以下，且SEP/SEC均小于2。结果表明，近红外法（NIR）与手工滴定及气相色谱法具有较好的一致性，对于4种组分的测试结果偏差均小于0.10%。近红外法的测试精密度也较高，对硝酸羟铵及硝酸盐A的重复测试结果标准偏差均小于0.10%，对助剂B及助剂C的重复测试结果标准偏差均小于0.03%。所建立的定量分析模型及方法可对硝酸羟铵基推进剂进行简便、快速的一步式组分含量测定。

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• 机器学习赋能含能材料合成研究：进展和挑战

  窦凯乐, 赵伟波, 何春林, 张蕾, 庞思平

  优先出版日期:2026-02-03  DOI: 10.11943/CJEM2025237

  摘要(416) HTML(570) PDF(2.75 M)( 648)

  摘要：含能材料因其在国防、航天及特殊工程中的重要作用而备受关注，但其研发过程面临实验代价高、安全风险大和周期漫长等难题，显著制约了新型含能材料的快速迭代与应用落地。近年来，机器学习因其强大的数据建模与预测能力，逐渐成为推动化学与材料研究的重要工具。本研究综述了机器学习在化学合成中的最新应用进展，包括反应预测、合成路径规划及自动化合成等前沿方向，同时重点讨论了其在含能材料合成研究中的潜在价值与局限性。并总结了当前面临的主要挑战，包括数据匮乏与质量不足、安全性评估缺失以及实验验证与模型迭代受限。最后，展望了未来的发展趋势，即建立标准化与可共享的数据库以及发展适用于含能体系的高通量与自动化实验平台，旨在为实现含能材料的高效、智能合成提供理论参考与方法支撑。

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2026年第34卷第5期      

>研究论文

• β-HMX在二甲基亚砜-醇类二元混合溶剂中的溶解度与热力学性质研究

  何延, 吴灏, 翟连杰, 蔡荣斌, 许诚, 胡建建, 黄俊瑞, 赵雪

  2026,34(5):501-512, DOI: 10.11943/CJEM2026054

  摘要(19) HTML(12) PDF(1.04 M)( 7)

  摘要：为解决奥克托今（β-HMX）在二甲基亚砜（DMSO）-醇类混合溶剂体系中溶解度基础数据匮乏、制约其结晶工艺优化的技术难题，以HMX为研究对象，采用静态法测定了293.15~343.15 K温度范围内，HMX在DMSO-甲醇、DMSO-乙醇、DMSO-正丙醇三种二元混合溶剂中的溶解度数据，并分别采用Apelblat模型、Jouyban-Acree模型、NRTL模型对实验溶解度数据进行关联拟合，同时基于NRTL模型计算分析其溶解热力学性质。结果表明：HMX在三种混合溶剂体系中的溶解度均随体系温度升高、DMSO摩尔浓度增大而显著提升；模型拟合结果显示，Apelblat模型对该体系溶解度数据的拟合效果最优，其平均相对误差（ARD）＜5%，均方根误差（RMSD）＜0.11%，拟合精度优于另外两种模型；热力学计算结果表明，HMX在三种DMSO-醇类混合溶剂中的溶解过程均表现为吸热过程、熵驱动过程，且可自发进行。

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• α-HMX含量对RDX热安全性的影响研究

  陈鑫雅, 李丽洁, 陶玉婷, 金韶华, 陈锟, 王同斌, 徐子帅

  2026,34(5):513-520, DOI: 10.11943/CJEM2026006

  摘要(15) HTML(5) PDF(1.76 M)( 2)

  摘要：为探讨黑索今（RDX）制备过程中生成的副产物α-奥克托今（α-HMX）对RDX的热安全性影响，以醋酐法制备了不同HMX含量（0、9.50%、12.41%、17.00%和21.68%）的RDX样品。通过红外光谱和扫描电镜分析，确认样品中HMX晶型均为α型。采用差示扫描量热（DSC）技术获得了样品的热分解参数，并利用Ozawa法和Kissinger法计算样品的活化能，最终得出样品的相容性等级。研究结果显示，α-HMX显著降低了RDX的活化能和热分解峰温。当α-HMX的含量为21.68%时，相容性评价为1级，表明二者具有良好的相容性。当α-HMX含量为21.68%时，根据Ozawa法和Kissinger法计算的表观活化能从213.81 kJ·mol^-1降至137.29 kJ·mol^-1，相容性评价降至4级，显示出二者相容性较差。利用TSS软件对DSC结果进行拟合分析，评估了样品的储存与运输安全性。结果表明：RDX及其与α-HMX的复合体系遵循“自催化→N级→自催化”的三步连续反应模型，在α-HMX为21.68%时，自加速分解温度（SADT）由138 ℃降至108 ℃，自加速分解温度提前，热失控风险提高。在10，20 kg和50 kg的装载量条件下，SADT并未表现出显著差异。

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• 质量惯性约束条件下含能材料反应增长研究

  周福康, 杨晓媛, 尚海林, 潘传鱼, 李金河, 李涛

  2026,34(5):521-527, DOI: 10.11943/CJEM2026012

  摘要(16) HTML(6) PDF(2.74 M)( 3)

  摘要：为探究质量惯性约束条件下推进剂和高聚物黏结炸药（PBX）非冲击点火后的反应增长行为，通过搭建厚壁圆筒质量惯性约束实验装置，采用激光点火触发反应，布置多点激光多普勒测速（PDV）探头同步测量壳体径向膨胀速度与质量块顶部轴向速度，结合高速摄影与回收残骸对反应演化过程进行对比分析。结果表明，质量惯性约束可以强化反应前期增压过程，但在相同约束条件下含能材料的类型决定了反应增长特性和烈度表现：推进剂实验中，质量惯性约束对反应前期增压起主导作用，系统表现为质量块沿轴向驱动，厚壁壳体未发生屈服变形，最高反应压力不到50 MPa，反应份额不到1%，推进剂几乎全部回收，反应烈度为燃烧；高聚物黏结炸药（PBX）实验中，反应前期增压受到质量惯性约束与结构约束的共同作用，壳体发生屈服膨胀变形，质量块表现为局部结构墩粗变形的轴向驱动，最高反应压力达到2 GPa，反应份额超过50%，无炸药回收，反应烈度为剧烈爆炸。

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• 孔内分层柱形装药下岩石试件爆破破坏特征

  程兵, 叶福, 汪泉, 程扬帆, 宗琦, 徐颖, 王梦想, 李俊豪

  2026,34(5):528-538, DOI: 10.11943/CJEM2026001

  摘要(19) HTML(10) PDF(7.86 M)( 13)

  摘要：为了改善露天深孔爆破的岩石破碎效果，设计采用孔内分层柱形装药形式。首先，开展不同装药形式下的小药量爆破试验，获取岩石试件的爆破破坏历程和最终破碎形态；然后，采用离散元法-粒子爆破法（Discrete Element Method-Particle Blast Method，DEM-PBM）耦合模拟技术对不同装药爆破过程进行数值模拟，进一步直观揭示岩石试件的爆破破坏特征；最后，通过现场试验探究该装药形式的实际应用效果。结果表明：在孔内连续柱形装药爆破作用下，试件顶部1/4区段仅产生一条爆生裂纹将其分割成两部分，岩石碎块水平运动速度为2.0 m·s^-1，爆后会产生块径9.0 cm的大块岩石；在孔内分层柱形装药爆破作用下，试件顶部1/4区段产生多条裂纹将其分割成碎块，岩石碎块水平运动速度提高到了7.0 m·s^-1，未形成块径5.0 cm以上的大块。数值模拟实现了岩石试件爆破过程的可视化，并且验证了孔内分层柱形装药可以消除块径超过5.0 cm的大块岩石。在实际露天深孔台阶爆破中使用孔内分层柱形装药，能够显著提高台阶顶部岩体的破坏程度，使岩石大块率从48.1%降到5.6%，证明了其在改善深孔爆破破岩效果方面的工程实用性。

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• 活性炭负载Fe/Mo双金属催化剂处理HMX废水研究

  王若璇, 王守飞, 唐俊岚, 邹凯健, 王小军, 周林成, 叶正芳

  2026,34(5):539-550, DOI: 10.11943/CJEM2026019

  摘要(17) HTML(8) PDF(2.70 M)( 6)

  摘要：针对奥克托今（HMX）生产废水成分复杂、毒性强、可生化性差的治理难题，本研究以壳聚糖改性活性炭（AC）为载体，采用浸渍-高温碳化法制备负载Fe/Mo双金属的非均相Fenton催化剂Fe₂.₅Mo/AC。利用壳聚糖氨基官能团锚定金属活性位点，抑制活性组分团聚。同时引入Mo与Fe构筑双金属协同体系，加快Fe³⁺/Fe²⁺氧化还原循环，强化羟基自由基（·OH）生成效率。结果表明，催化剂内部形成稳定Fe-Mo-O/N复合结构，活性组分分散均匀。实验结果显示：该催化体系可适应2.09~7.15宽pH工况，HMX与COD去除率分别可达83.1%、44.5%，废水可生化系数值（BOD/COD， B/C）由0.011提升至0.367，可生化性显著改善；最优工艺条件为催化剂投加量5 g·L^-1、H₂O₂浓度300 mM、反应温度25 ℃。自由基猝灭实验与EPR测试证实，降解过程由·OH、¹O₂及·O₂^-共同主导。循环稳定性与固定床连续实验表明，催化剂循环使用7次后HMX去除率仍维持70%以上，金属溶出量极低；固定床连续运行14 h期间，COD、HMX去除率分别稳定在70%、60%以上。

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• 爆轰凝聚碳产物状态方程优化及应用研究

  彭钺, 袁晓霞, 张蕾, 谢明伟, 麻宏亮, 李芳

  2026,34(5):551-563, DOI: 10.11943/CJEM2026061

  摘要(16) HTML(5) PDF(1.06 M)( 3)

  摘要：为改进和优化对三氨基三硝基苯（TATB）、苯并三氧化呋咱（BTF）等炸药中存在的较复杂结构纳米碳团簇产物高温高压状态描述，有效提升爆轰热力学计算程序VPL对相关炸药爆轰参数预测精度。在基于碳凝聚过程分子动力学研究建构的物理模型基础上，一方面引入碳相态比例算法，与石墨/金刚石单相状态方程结合建立了新的描述金刚石-石墨“核-壳”复合结构纳米碳团簇状态方程NDGP（Nano-Diamond-Graphite-Peng）；另一方面在石墨单相状态方程基础上进行修正建立了新的描述较高爆温下“洋葱”状纳米碳团簇的状态方程NOCP（Nano-Onion-Carbon-Peng）。应用NDGP和NOCP分别计算了TATB（包括TATB基混合炸药）与BTF的爆速、爆压、超压爆轰Hugoniot关系与爆轰产物做功能力，将计算结果与Fried和Cowan-Fickett两种凝聚碳状态方程计算值对比，表明使用新建立的两种凝聚碳产物状态方程能够更准确预测TATB和BTF的爆轰C-J参数，其中对TATB爆速的预测精度普遍提升1.5%~2.5%左右，对做功能力与超压爆轰Hugoniot关系也可做出更精确评价。同时，引入一种针对无序结构低密度碳产物热力学关系描述的状态方程并计算了典型弱起爆药三硝基间苯二酚铅（LTNR）的爆速-密度关系，相比Fried和Cowan-Fickett状态方程预测精度普遍提升仅3%~7%。

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• 3-氨基-4-偕氨肟基呋咱连续合成过程传热特性模拟研究

  桑圣洁, 仝志珂, 苗雨欣, 石俊丽, 张换玲, 李硕, 李祥志, 毕福强, 曹端林, 赵林秀

  2026,34(5):564-571, DOI: 10.11943/CJEM2026051

  摘要(14) HTML(6) PDF(1.35 M)( 3)

  摘要：通道式反应器具有高效传质、传热的优点，为混合控制型强放热反应的工业化生产由间歇工艺向连续工艺的转型奠定了基础。本研究以3-氨基-4-偕氨肟基呋咱（AAOF）合成过程为研究对象，首先通过反应量热实验获得反应过程热量释放的基本数据，结合物料衡算和热量衡算计算得到通道式反应器内的放热模型参数，构建通道式反应器的传热-放热模型；采用数值解法对夹套的传热量、传热速率和换热介质的换热效果进行了模拟；最后基于模拟结果对连续流反应过程热安全风险进行分析，提出了换热控制方案。结果表明，通道式反应器管径为0.01 m，管长为5 m，AAOF产量为2 kg·h^-1时，以导热油为换热介质，且流动方向为顺流，其质量流量对反应安全性影响显著：质量流量低于0.1 kg·h^-1时，管内出口温度高于120 ℃，接近AAOF反应液的起始分解温度（121.7 ℃），易引发热积累与反应失控；质量流量处于2~3.5 kg·h^-1时，移热效果最佳；质量流量高于4.5 kg·h^-1时体系温度开始低于100 ℃，达不到工艺温度条件。基于上述结果，确定换热介质最优流量区间为2~3.5 kg·h^-1，为通道式反应器制备AAOF的工艺安全设计与稳定运行提供了基础数据和工艺参数指导。

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• 基于深度学习的爆炸物光谱识别技术研究

  刘世帅, 马丽, 郭小伟, 赵缘宇, 姜夏冰

  2026,34(5):572-580, DOI: 10.11943/CJEM2026023

  摘要(19) HTML(9) PDF(1.69 M)( 5)

  摘要：混合爆炸物组分复杂，传统检测方法智能化偏低，识别难度大。以间二硝基苯/硝酸钾、对硝基苯胺/硝酸铵两组含能材料混合物作为研究对象，采用红外初筛、拉曼确认的序贯检测流程，结合深度学习的卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）图像智能处理与识别方法，对其粉末与片状形态的光谱响应特征进行了研究，同时探究成分含量、物理形态对检测结果的影响。结果表明，红外光谱检测含能材料粉末状样品时，通过特定波数的特征峰初步确定间二硝基苯、对硝基苯胺的存在，但难以单独甄别硝酸钾、硝酸铵等无机氧化剂。拉曼光谱可通过粉末与片状样品特征峰有效表征硝基苯官能团结构，既能实现有机含能组分定性，又可检出红外光谱无响应的特征信号，完成混合爆炸物全组分精准识别。仪器参数、激发波长及样品形态虽会造成谱峰位移与强度波动，但核心特征峰位置与光谱整体轮廓具备良好稳定性，可为混合物分类识别提供可靠光谱依据。基于深度学习的智能识别模型对中红外、拉曼光谱样本的平均识别准确率分别达96.54%、96.29%，单样本平均识别耗时分别为0.044 s和0.042 s。

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>综述

• 含能化合物能量水平的非实验评估方法研究进展

  张曙晟, 刘建, 王涛, 张朝阳, 刘渝

  2026,34(5):589-591, DOI: 10.11943/CJEM2026066

  摘要(18) HTML(5) PDF(1.31 M)( 5)

  摘要：能量水平是含能化合物的根本属性，是判断其是否具备应用潜质的核心依据之一。实验测定爆轰参数是评估能量水平的基本方法，但因用药量大、结果重现性差，无法直接给出理论最大能量，不能满足新化合物研发的需要。采用爆轰状态方程、半经验公式、机器学习模型等非实验手段可基于基本物化性质推导、甚至仅基于分子结构预测爆轰参数，成为新型含能化合物设计与筛选的有效途径。本文对含能化合物能量水平的非实验评估方法进行了系统梳理，对各类方法的基本原理、适用条件和优缺点进行了归纳和分析。其中，状态方程理论严密、结果可靠，但必须以精确的理化性质作为输入；半经验公式应用最简便，但精度不足且需要理化性质作为输入；机器学习模型能够仅基于分子结构预测爆轰参数，但模型泛化能力差。总体而言，各类方法都是基于现有的实验数据建立的，数据基础薄弱限制了它们对未知化合物的外推能力，难以满足新型含能化合物设计与筛选的需要。

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• 枪支射击残留物现场快速检测技术研究进展

  彭国彬, 赵鹏程, 段嘉禾, 宋辉, 南策

  2026,34(5):592-609, DOI: 10.11943/CJEM2025259

  摘要(14) HTML(5) PDF(2.09 M)( 4)

  摘要：射击残留物（GSR）是子弹发射过程中形成的微量颗粒，作为法庭科学的重要研究对象，在涉枪案件侦查中具有关键作用。目前，常规的GSR检测主要依赖于大型实验室仪器，但由于样品前处理复杂、送检流程耗时较长，难以快速提供分析结果，从而影响了现场侦查工作的决策效率。近年来，GSR现场快速检测技术因其操作简便、成本低、便于携带等特点受到广泛关注。该类技术无需依赖大型精密仪器，可在案发现场直接实施，并能够快速输出检测结果，既适用于GSR的初步筛查，也可作为最终确认的检测手段，已成为该领域的研究热点。因此，本文针对GSR现场快速检测技术的研究进展进行系统综述，重点介绍比色法、光谱法、质谱法、电化学法以及荧光标记法五类方法，对其优势与局限性充分分析，并与实验室检测技术的实际应用进行对比，提出未来的研究发展方向，以期为现场技术人员在实际检测工作中提供理论依据与方法参考。

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