摘要:对3,5,9,11-四乙酰基-14-氧杂-1,3,5,7,9,11-六氮杂五环［5.5.3. 0^2,6.0^4,10.0^8,12］十五烷(Ⅰ)的硝解反应进行了详细研究。以硝酸-乙酸酐为硝化剂可选择性硝化Ⅰ得到: 4-硝基氧甲基-2,6,8,12-四乙酰基-10-硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(Ⅱ)。以硝硫混酸为硝化剂直接在80 ℃下与Ⅰ反应得到CL-20,而先低温反应再提高反应温度的两段法则得到4-硝基氧甲基-2,6,8,10,12-五硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(Ⅲ)。硝硫混酸硝化Ⅱ可得到Ⅲ。Ⅱ和Ⅲ是新型的六氮杂异伍兹烷衍生物,用元素分析、FTIR、MS和NMR等手段对其进行了结构表征。

摘要:研究了2-甲基-6-硝基苯胺的合成方法及工艺。以邻甲苯胺为原料,改进了原有乙酰化、硝化一锅煮的方法,采用乙酰化和硝化反应分步实施的路线进行合成。用红外、核磁、质谱等对2-甲基-6-硝基苯胺及其中间体2-甲基乙酰苯胺进行了结构表征。结果表明,改进方法工艺稳定,硝化反应温度容易控制,2-甲基-6-硝基苯胺产率最高为59.4%,纯度为99.68%。

摘要:4-氨基-1,2,4-三唑与二氯异氰脲酸钠反应合成了2,2′,5,5′-四氯-1,1′-偶氮-1,3,4-三唑,利用X射线衍射分析方法测定了它的晶体结构。 该化合物的晶体结构属三斜晶系,空间群P-1,a=6.2824(13)A,b=7.7173(15)A,c=10.443(2)A,α =89.16(3)°, β=88.20(3)°,γ=89.10(3)°,V=505.94(18) A³,Z=2,M_r=287.22, D_C=1.982 mg·m ^-3,F(000)=296和 μ (MoKα)=1.152 mm^-1,最终偏离因子R=0.0498,wR =0.1139, 结构分析表明在三唑环和四氮烯键中有强的π电子共轭作用。

摘要:以3,4-二氨基呋咱为原料,以四醋酸铅为氧化剂氧化得到呋咱基大环化合物3,4: 7,8: 11,12: 15,16-四呋咱-1,2,5,6,9,10,13,14-八氮杂环十六-1,3,5,7,9,11,13,15-辛烯(TATF)。进一步以强氧化剂氧化TATF可得到3,4: 7,8: 11,12: 15,16-四呋咱-1,2,5,6,9,10,13,14-八氮杂环十六-1,3,5,7,9,11,13,15-辛烯-1,5,9,11-四氧(TOATF)。合成总收率达35.3%。以核磁、傅立叶红外、质谱和元素分析鉴定了目标化合物的结构。以热失重法研究了TOATF的热稳定性,并由DSC法初步研究了TOATF与RDX、HMX的相容性。结果表明,TOATF热稳定性良好,与RDX相容好。

摘要:采用高压釜研究了NO₂/O₂体系对甲苯的二硝化反应。考察了反应条件对甲苯转化率、二硝基甲苯(DNT)收率及其异构体分布的影响。结果表明Hβ分子筛有良好的催化活性和区域选择性。在较佳工艺条件: NO₂与甲苯的摩尔比3.5: 1,在催化剂Hβ-CH₃SO₃H作用下,O₂压力1.0 MPa,40 ℃,反应10 h,甲苯转化率99.3％,DNT收率89.4％,异构体2,4-DNT与2,6-DNT之比33。催化剂回收方便,重复使用四次不失活。

摘要:为了增强复合固体推进剂中粘合剂基体与固体氧化剂之间的界面键合作用,提高推进剂的力学性能,采用盖布瑞尔(Gabriel)合成法合成了具有反应基团的海因类衍生物3-烯丙基-5,5-二甲基海因(ADMH),反应条件为: n(5,5-二甲基海因): n (溴丙烯): n (KOH的醇溶液)=1: 1: 1,水为溶剂,温度为65 ℃,反应时间为3 h,石油醚两次重结晶后得到结晶形态的产物,产率为50%。通过X射线衍射、热分析、紫外、核磁共振、红外、质谱、元素分析和高效液相色谱对产物进行了全面的分析表征。结果表明,产物为目标物,纯度达到99. 97%,熔点65～66 ℃,初始分解温度为168.3 ℃,目标物有望在复合固体推进剂中得到较好的应用。

摘要:采用超临界干燥方式和冷冻干燥方式制得RDX/RF气凝胶和干凝胶。利用扫描电镜(SEM),BET比表面积分析,X射线粉末衍射(XRD),差示扫描量热法(DSC)对其结构进行了表征。结果表明: 超临界干燥方式得到的RDX/RF气凝胶具有典型纳米孔洞结构和高比表面积特性。冷冻干燥导致干凝胶骨架结构坍塌,比表面积显著降低。RDX/RF气凝胶中RDX的平均晶粒度在34～38 nm之间,干凝胶中RDX的平均晶粒度在50～100 nm之间。RDX/RF气凝胶和干凝胶的热分解峰分别提前了14～25 ℃和2～7 ℃。

摘要:传统的网格方法在模拟高能炸药(HE)爆炸问题时常会出现网格扭曲等问题,光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics)方法是一种无网格纯Lagrangian粒子方法,非常适合求解这类问题。本文应用作者提出的完全变光滑长度SPH方法,修正了传统SPH法中由于变光滑长度效应所造成的计算误差,其在模拟密度等物理参量变化梯度剧烈的问题时比传统SPH法具有更高精度和稳定性; 针对一维TNT板条爆轰过程和三维TNT聚能装药的爆轰过程两个算例进行了数值试验,并与已有的传统SPH法数值模拟结果及理论解进行了对比。结果表明,算例一说明该方法较传统SPH法在模拟此类问题时具有更高精度,比传统方法计算的CJ参数更接近理论值,验证了该方法在爆轰过程模拟的有效性; 算例二说明该方法成功地进行了三维TNT聚能装药的爆轰过程数值试验,获得了爆轰产物气流的传播特性和喷射规律并符合爆炸理论。

摘要:采用密度泛函B3LYP方法在6-311G(d,p)、LANL2DZ-6-311G(d,p)和SDD水平上优化和计算了含金属(Cu,Fe,Pb,Cr,Sn,Ge)双原子分子的平衡几何结构、简谐振动频率和温度在300 K到5000 K时的热容和熵,并采用自编的Fortran程序(基于Morse势函数的方法),计算了上述双原子分子的热容和熵。计算结果表明,基于Morse势函数的方法得到的CuO,CuCl,FeO和CrO的热容和熵,与文献中的结果一致,其中最大偏差为0.7 J·K^-1·mol^-1; 计算的GeX,SnX和PbX(X=S,Se,Te)的热容和熵与文献值的最大偏差为0.75%。

摘要:为克服实验手段的不足,用分子动力学方法模拟丁羟推进剂粘接体系中增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)的扩散行为。利用分子模拟软件Materials Studio 4.3构建增塑剂和粘接体系的分子模型,选用COMPASS力场,对经几何优化后的混合体系进行分子动力学模拟,得到增塑剂在粘接体系中的均方位移,通过爱因斯坦方程得到其扩散系数。环境温度为273,298,310,323,348 K时,DOS在丁羟推进剂粘接体系中的扩散系数分别为0.0010,0.0020,0.0025,0.0031,0.0043; DOS含量为23%,37.5%,47%,60%时,扩散系数分别为0.0025,0.0020,0.0018,0.0015(单位10^-4 cm²·s^-1)。结果表明: 随着温度的升高,扩散系数逐渐增大; 随着增塑剂含量的增加,扩散系数依次略有下降。

摘要:采用纳米压痕技术测试并比较研究了两种高聚物粘结炸药(P1、P2)及其两种涂层(C1、C2)在“加载-卸载-恢复”过程中各阶段的表面变形情况及回弹性能。结果表明,这四种材料表面抗变形能力从大到小的顺序是: P1>P2>C1>C2,而回弹性从大到小的顺序则是: C2>C1>P2>P1,其中C1与P1、P2力学性能差异较小,而C2与P1、P2具有显著差异。并采用Boltzmann非线性回归函数对这四种材料表面变形及回弹曲线进行拟合,拟合曲线与试验数据吻合较好,相关系数均大于0.99。

摘要:为了研究不同升温速率条件下炸药热反应规律,建立了炸药烤燃模型,利用计算流体力学软件,对固黑铝炸药(GHL)在不同升温速率下的烤燃过程进行了数值模拟计算。采用Arrhenius定律描述炸药自热反应,根据在1 K·min^-1升温速率下固黑铝炸药烤燃实验测量的温度-时间曲线,确定了固黑铝炸药的活化能和指前因子分别为180.2 kJ·mol^-1和2.1674 s^-1; 分别对3.3 K·h^-1,1 K·min^-1,3 K·min^-1和10 K·min^-1四种不同升温速率下固黑铝炸药烤燃过程进行了数值模拟计算分析。结果表明,升温速率对炸药点火时间和点火位置有很大影响。升温速率增大,炸药点火时间缩短,点火位置从炸药内部移向炸药边缘。升温速率对炸药点火温度影响很小,但慢速烤燃下炸药点火时的环境温度比快速烤燃低。

摘要:采用2 kg小钝头弹丸、针状弹丸和平头弹丸分别对PBX-2炸药进行了Steven试验,试验中采用锰铜压力计和聚偏二氟乙烯(PVDF)压电式压力传感器测试了样品中的压力变化过程,通过高速录像照片分析了点火反应过程; 通过冲击波超压传感器测量了炸药的反应超压,分析了Steven试验中不同形状弹头撞击的影响规律。结果初步表明,Steven试验中由于平面撞击产生的强剪切带作用使得炸药反应更剧烈,平头弹丸撞击时PBX-2炸药反应程度更高。

摘要:采用TG-DSC联用仪、真空安定性(VST)对NTO基的三种高聚物粘结炸药(PBXs)的热行为及其与铝、铜、不锈钢的相容性进行了研究。结果表明: 三种PBXs的放气量很小,具有好的安定性; 各自与铝、铜、不锈钢的净增放气量远小于3.0 mL·(5g) ^-1,净增峰温提前量远小于2.0 ℃,相容性较好; 含有一定比例HMX的PBXs,分解峰温均低于对应的单质炸药,表明HMX与NTO在高温下可加速彼此的分解。

摘要:利用三维视频光学显微镜和扫描电子显微镜对某奥克托今基PBX试样干车削和加切削液车削产生的表面进行观测,发现存在明显的刀尖划过和未划过的螺旋状车削纹,并在相同车削参数下加切削液车削的较干车削的明显。刀尖划过区域比较平整,切屑脱落后残留的微裂纹和破碎的炸药颗粒在未划过区域清晰可见,区域整体显得极不平整。采用轮廓仪对这种不平整的检测表明车削表面的粗糙度随车削深度、进给量和机床主轴转数的增大而均呈现增大趋势。推导的表面粗糙度经验公式可预测不同工艺参数下的实际表面粗糙度。

摘要:用微乳液法制备了棒状、纺锤形、椭球形、竹节状、球形、树枝状、珊瑚状、黏连状、立方形和片状的超细CaCO₃,用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对超细CaCO₃进行了表征。研究了普通CaCO₃、立方形超细CaCO₃、球形超细CaCO₃和用乳化剂处理后的球形超细CaCO₃对HTPB推进剂燃速的影响。结果表明,超细CaCO₃以方解石和文石晶型存在,其粒径小于1 μm。不同实验条件对超细CaCO₃的形貌影响很大。3%的普通CaCO₃、立方形超细CaCO₃、球形超细CaCO₃和用乳化剂处理后的球形超细CaCO₃使HTPB推进剂在7 MPa下的燃速分别降低了29.6%、39.3%、46.2%和48.6%。超细CaCO₃降低HTPB推进剂燃速的幅度大于普通CaCO₃。CaCO₃处理方法对其降低HTPB推进剂燃速影响不大。

摘要:研究了纳米碳酸盐催化剂对AP/Al/HTPB推进剂的燃速压强指数、爆热和力学性能等的影响。结果表明: 纳米催化剂对推进剂在高压强(10~18 MPa)和低压强(4~10 MPa)段的燃烧性能的影响差别较大,但压强指数都能降低到0.2以下,均达到平台推进剂水平; 而且随着纳米催化剂含量增多,推进剂的燃烧效率更充分,爆热也有一定程度的增加; 但是,纳米催化剂对推进剂的力学性能、工艺性能却有一定程度的影响。确定了纳米碳酸盐催化剂在推进剂中配比为0.5%~1%之间。

摘要:利用最小自由能法研究了以3,3-二叠氮甲基氧丁环(BAMO)与四氢呋喃(THF)共聚醚(PBT)为粘结剂,高氯酸铵(AP)、黑索今(RDX)、铝粉(Al)、二硝酰胺铵(ADN)为固体填料,不同增塑剂条件下推进剂比冲变化规律。理论计算表明: 以2,2-二硝基丙醇缩甲醛与2,2-二硝基丙醇缩乙醛等质量比混合物(A3)、硝化甘油与二乙二醇二硝酸酯等质量比混合物(NG/DEGDN)作增塑剂时,推进剂比冲随RDX含量变化呈抛物线形,固体填料存在最佳添加比; NG/DEGDN增塑体系推进剂比冲高于A3体系。15% ADN取代AP时,由于燃烧产物平均相对分子质量降低,推进剂比冲显著提高。

摘要:利用GJB/Z84-96方法在标准条件(p_c/p_o=70: 1)下,计算了新型高能氧化剂3,3′-二硝基-4,4′-氧化偶氮呋咱(DNOAF)的三类推进剂的能量特性。计算发现用DNOAF取代丁羟复合固体推进剂中的高氯酸铵(AP),比冲可提高120 N·s·kg^-1,NC/NG/DNOAF组成的无烟改性双基推进剂比冲可达2558 N·s·kg^-1。在PET/NG/DEGDN/HMX推进剂中,用DNOAF取代HMX,比冲提高194 N·s·kg^-1。

摘要:采用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了铝粉对端羟基聚丁二烯/甲苯二异氰酸酯体系(HTPB/TDI)固化反应动力学的影响。结果表明,HTPB/TDI体系的固化反应表观活化能约为51.826 kJ·mol^-1,反应级数为0.926,指前因子为2.412×10⁵ min^-1; 加入铝粉后,体系的固化峰温降低,表观活化能、反应级数和指前因子分别提高至76.402 kJ·mol^-1、0.944、2.53×10⁸ min^-1,机理函数仍遵循Avrami-Erofeev方程G(α)=［-ln(1-α)］ⁿ,只是方程中的指数n有所变化。铝粉对HTPB/TDI固化反应的影响表现为在反应程度18%前起加速作用,18%后起延缓作用。浅析了铝粉影响HTPB/TDI体系固化的原因。

摘要:根据NEPE推进剂的组成及结构特点,采用ANSYS10.0有限元计算软件,建立了NEPE推进剂轴对称有限元计算模型。对NEPE推进剂在单轴拉伸作用下损伤破坏趋势进行了模拟。通过对应力集中因子α和脱粘角θ的比较,讨论了固含量、键合剂加入量、氧化剂组成及氧化剂粒度等推进剂的组成与结构条件的变化对其在单轴拉伸作用下损伤破坏趋势的影响。结果表明,采用所建立的NEPE推进剂轴对称有限元计算模型所模拟的力学性能规律与实验研究的趋势符合得很好。

摘要:用差示扫描量热仪(DSC)研究了聚3,3-二叠氮甲基氧杂丁环(PBAMO)在匀速降温过程中的结晶行为,结晶峰峰顶温度随降温速率的变化符合一阶指数衰减规律,结晶度在降温速率为2 ℃·min^-1时达到最大,降温速率为5 ℃·min^-1时,结晶速率达到最大。用Ozawa公式研究了非等温结晶行为,得到的Ozawa指数随温度的升高而增大,分为三个区域: (1) 温度小于14 ℃,Ozawa指数小于3; (2) 温度介于14~18 ℃,Ozawa指数介于3~4.12; (3) 温度高于18 ℃,Ozawa指数接近5。根据Kissinger公式计算得到的结晶活化能为59.37 kJ·mol^-1。

摘要:用高压差示扫描量热法(PDSC),热重-微商热重法(TG-DTG),研究了双基粘合剂(NC/NG体系)与二硝酰胺铵(ADN)之间的相互作用。结果表明,(NC/NG)/ADN体系中NG的分解峰由NC/NG中的207.0 ℃提前至159.8 ℃,在高压下该分解峰温提前至153.6 ℃。NC/ADN的分解峰温比NG/ADN提前了4.8 ℃,而且大部分的ADN没有被NG加速而提前分解,表明NC对ADN的作用比NG更强烈。此外,还用真空安定性试验(VST)评价了NC/NG与ADN的相容性,混合体系的净增放气量大于11 mL,属于严重不相容,证明在90 ℃下NC/NG与ADN之间也存在强烈的相互作用。

摘要:运用热力学平衡常数法,在计算磁流体发电机用推进剂燃烧产物组成和燃温等热力学参数的基础上,通过应用沙赫方程和燃烧产物电导率计算模型,计算了磁流体发动机用含Cs盐复合推进剂燃烧产物的电导率,揭示了电导率随Cs盐、铝含量以及电导率随温度、压力的变化规律。结果表明: 铝含量一定,当Cs盐含量在5%～10%时,燃烧产物电导率达到最大; 燃温越高、燃烧室压力越小,燃烧产物电导率越高。

摘要:用差示扫描量热仪(DSC)研究了高氯酸碳酰肼类配合物的比热容。测定了在50～140 ℃温度区间高氯酸碳酰肼合钴(Ⅱ)的比热容,以及在50～200 ℃温度区间高氯酸碳酰肼合锰(Ⅱ)、高氯酸碳酰肼合锌(Ⅱ)、高氯酸碳酰肼合镍(Ⅱ)的比热容,回归出比热容随温度变化的方程式,R≥0.985,标准方差SD≤0.060。在50.1～131.2 ℃温度区间,高氯酸碳酰肼合锰、高氯酸碳酰肼合锌的比热容方程符合二次函数,在50.1～142.9 ℃高氯酸碳酰肼合镍的比热容方程符合四次函数,在其余温度范围高氯酸碳酰肼合锰、高氯酸碳酰肼合锌和高氯酸碳酰肼合镍的比热容方程符合三次函数; 高氯酸碳酰肼合钴(Ⅱ)比热容方程符合三次函数。对高氯酸碳酰肼合钴和高氯酸碳酰肼合镍进行了热重和红外分析。热重图谱显示仅［Co(CHZ)₃］(ClO₄)₂在140 ℃时开始失重,而加热前后它们各自的红外图谱均不同。

摘要:针对肼类燃料传统脱水方法效率低、安全性差等问题,分析了渗透蒸发(pervaporaion,PV)技术的原理,回顾了该技术应用于醇/水混合物脱水研究中适用的膜材料类型和性能。综述了该技术应用于肼类燃料脱水的研究进展。分析表明,该技术可克服传统肼类燃料脱水方法的不足。根据肼类燃料的特殊性质,膜材料可选用壳聚糖、陶瓷及沸石。提出可采用多级串联脱水以提高效率。肼类燃料渗透蒸发脱水的关键研究领域包括: 低浓度水溶液中回收肼类燃料; 高浓度肼类燃料脱水; 开发高性能膜材料等方面。

摘要:对氨基四唑的多种分解和异构途径进行了综述,主要介绍了5-氨基四唑和1,5-二氨基四唑异构和分解的国内外研究现状。从目前的研究现状来看,比较常见的氨基四唑异构体主要有1-取代-氨基四唑、2-取代-氨基四唑以及1-取代-亚氨基四唑; 氨基四唑的分解途径主要有两种方式,一是两处断键开环分解成RN ₃和NH ₂CN,另一种为一处断键开环生成叠氮化物,该叠氮化物再失去一分子N ₂。第一种分解反应途径位垒较低,是最可几的分解途径。

摘要:高聚物粘结炸药(PBX)是一种颗粒高度填充的含能复合材料,其单质炸药晶体的体积百分含量通常达到了85%以上。在室温和低应变率条件下,炸药晶体与粘结剂两相模量对比可达3～4个数量级,PBX的这两个特点使传统复合材料相关理论不再适用。因此,PBX有效弹性性能的模拟与预测对复合材料力学和细观力学提出了巨大挑战。本文介绍了国内外在PBX有效弹性性能模拟与预测方面所进行的工作,对各种预测方法的优缺点以及应用前景进行了简要的评述,指出了PBX有效性能模拟与预测需要解决的问题以及下一步工作的重点。

摘要:An unsymmetrical nitrofurazanyl polynitrobenzene ether was synthesized via Williamson reaction and the structure was confirmed by NMR,FTIR and elemental analysis. Some properties of the compound,such as density,heat of formation,oxygen balance,detonation velocities and detonation pressures were calculated.

摘要:炸药晶体的内部缺陷、表面光滑程度、晶体外形、颗粒大小及分布等对感度有重要影响。普通六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)晶体的内部缺陷较多、表面粗糙、外形呈梭子状、粒度分布较宽等因素导致其感度偏高,研究改善普通CL-20的晶体品质以降低其感度,对研究以CL-20为基的混合炸药配方、工艺和应用具有重要意义。本研究采用重结晶方法,通过控制相关的工艺参数,对普通CL-20(兵器工业总公司375厂提供)的晶体品质进行改善,获得了降感CL-20(RS-CL-20)。其颗粒形状和内部缺陷采用匹配折光的光学显微镜(OMS)观察。

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