摘要:用差示扫描量热仪(DSC)研究了镁基储氢材料(Mg ₂NiH ₄,Mg ₂Cu-H和MgH ₂)对高氯酸铵(AP)及AP/Al/HTPB复合固体推进剂热分解性能的影响。结果表明,含量5%的镁基储氢材料对AP热分解过程具有明显的催化促进作用。含量1.3%的镁基储氢材料可以降低AP/Al/HTPB复合固体推进剂热分解过程的热分解温度,使分解热明显增加,表现出显著的增强促进作用。燃速测定结果表明,在8 MPa下,含量1.3％的Mg ₂NiH ₄,Mg ₂Cu-H和MgH ₂可以分别使AP/Al/HTPB复合固体推进剂的燃速提高3.5%、14.4%和13.9%。镁基储氢材料对AP和AP/Al/HTPB复合固体推进剂热分解的作用效果与其含氢量有关,MgH ₂的含氢量大,作用效果好。镁基储氢材料主要通过催化AP/Al/HTPB复合固体推进剂中AP的热分解,表现出对AP/Al/HTPB复合固体推进剂热分解具有较好的催化效果。

摘要:为揭示HTPB/ADN/AP/Al推进剂产生气孔的原因,制备了一系列含ADN和TEA、T-313、MAPO、HX-752等键合剂的推进剂样品,试验确定与ADN反应产生气孔的组分,并通过DSC/TG-IR/MS联用仪分析了产生气孔的反应机理。结果表明,含固化剂TDI、IPDI和醇胺类键合剂TEA、T-313的推进剂样品不产生气孔,而含氮丙啶类键合剂MAPO、HX-752的样品固化后均出现气孔。DSC法证实MAPO与ADN产生强烈的作用,使ADN的主要放热分解峰温度降低99.7 ℃。在50 ℃, MAPO与ADN混合物(质量比1:1)加热2 h的过程形成了气体产物： N₂O、NO₂,并通过质谱检测到其存在。分析认为,推进剂中氮丙啶类键合剂促使了ADN的分解,形成反应气孔。

摘要:以端羟基聚丁二烯(HTPB)为原材料,乙酸乙酯为溶剂,采用机械搅拌方法对无定形硼粉进行团聚改性处理,对球形团聚硼颗粒制备过程中不同工艺条件下的颗粒强度的影响因素进行了研究,获得了强度较高的球形团聚硼颗粒,最佳工艺条件为:搅拌速度为90 r·min ^-1,团聚工艺温度为30 ℃,黏结剂与硼粉的质量配比为10/90,固化催化剂的质量含量为0.02%,在此工艺条件下制备出的团聚硼颗粒形貌较好,颗粒强度较高。

摘要:3-炔丙基-5,5-二甲基海因(PDMH)与聚叠氮缩水甘油醚(GAP)在二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中进行反应,反应摩尔比为: PDMH/GAP=6/7,反应在60 ℃的条件下进行48 h反应完全。PDMH上的炔基与GAP上的叠氮基团发生反应,反应产物为GAP-PDMH。对GAP-PDMH进行了傅立叶变换红外光谱和核磁共振氢谱分析,测定了GAP-PDMH的玻璃化转变温度。实验结果表明,PDMH通过1,3-偶极环加成反应生成三唑五元环结构进入到叠氮粘合剂的侧链中。把GAP-PDMH应用到GAP推进剂的配方中,进行了力学性能测试。与空白样相比较,GAP-PDMH的加入使得推进剂的常温抗拉强度提高了210%,达到了0.65 MPa; 最大延伸率提高了226%,达到了22.24%; 断裂延伸率提高了207%,达到了25.87%。

摘要:采用完全活性空间自洽场方法(CASSCF)以及组合的量子化学ONIOM方法,研究了硝基甲烷受限于椅式(5,5)单壁碳纳米管内的结构及热解过程。分子结构分析表明,椅式(5,5)碳纳米管内的硝基甲烷其构型发生扭转,Cs对称性消失,C—N键长略微缩短。热解势能面分析发现,硝基甲烷单体沿C—N键的热解是一个无过渡态的解离过程,而硝基甲烷在椅式(5,5)碳纳米管内的热解需经历一个过渡态,所需克服的能垒约为198 kJ·mol^-1,比硝基甲烷单体的解离能降低了21 kJ·mol^-1左右。此外,计算结果还表明,椅式(5,5)碳纳米管内的硝基甲烷热解过程中的分子结构、NO₂和CH₃基团电荷变化与单体解离过程亦有所不同。

摘要:以氯苯为原料,经过硝化-亲核氨化-氢的替代亲核取代反应合成了1,3-二氨基-5-甲氨基-2,4,6-三硝基苯,总产率达到了60.3%,产物和中间体的结构通过红外、核磁共振氢谱和元素分析进行了表征。DSC曲线显示1,3-二氨基-5-甲氨基-2,4,6-三硝基苯的热分解峰温是303 ℃,表明它有很好的热稳定性。

摘要:分别采用邻二肟氧化脱氢和氧化腈二聚反应两种方法合成了3,4-双(3′-硝基苯-1′-基)氧化呋咱,并利用红外光谱、核磁共振、元素分析、DSC等对其进行了表征。邻二肟氧化脱氢法经苯偶酰硝化反应、羟胺加成、邻二肟氧化关环反应得到目标化合物,总收率为32.4%; 氧化腈二聚法经苯甲腈加成、重氮化、氧化腈二聚反应、硝化反应得到了目标产物,总收率为21.0%。DSC结果表明氧化呋咱环开裂放热峰值为280.7 ℃,放热量为1142 J·g^-1。

摘要:以咪唑为原料,两步硝化得4,5-二硝基咪唑,再在DMF中与硫酸二甲酯反应得目标化合物1-甲基-4,5-二硝基咪唑,采用红外光谱、元素分析、质谱和核磁共振氢谱对其进行了表征。优化了合成工艺,讨论了4,5-二硝基咪唑的硝化机理。实验测得目标产物的总得率为62%,熔点为77 ℃,最佳反应条件为： 温度45～50 ℃,时间4 h ,4,5-二硝基咪唑和硫酸二甲酯的摩尔比1:6。在25 ℃,pH值由4,5-二硝基咪唑(0.63 mol·L^-1的丙酮溶液)的3.74升到1-甲基-4,5-二硝基咪唑(0.63 mol·L^-1的丙酮溶液)的6.77,酸性显著降低。

摘要:以2,6-二乙酰氨基吡啶-1-氧化物(DAPO)为原料,在 N,N,N -三甲基-N-丙磺酸基-硫酸氢铵(TMPSHSO₄)催化条件下,采用N₂O₅/有机溶剂硝化2,6-二乙酰氨基吡啶制得2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)。考察了在TMPSHSO₄催化条件下反应溶剂、温度和时间对ANPyO产率的影响,结果表明最佳反应条件为:反应溶剂为CH₃NO₂,反应温度为60 ℃,反应时间为5 h,ANPyO产率为92.5%。用¹H NMR,IR和MS对ANPyO的结构进行了表征。

摘要:设计合成了高能量密度材料1,4-二硝基呋咱并[3,4-b]哌嗪(DNFP)。即以N,N′-二叔丁基乙二胺为起始原料,低温条件下与二氯乙二肟缩合环化生成1,4-二叔丁基哌嗪-2,3-二酮肟(PDO-tB),而后在氢氧化钠的乙二醇溶液中高温反应脱水环化得1,4-二叔丁基呋咱并[3,4-b]哌嗪,经98%硝酸和硫酸的混酸体系硝解合成出DNFP,总收率32.6%,采用红外光谱、核磁共振谱、元素分析对DNFP和中间体结构进行了表征; 改进了PDO-tB的合成工艺条件,加料方式由一次性加入改为缓慢滴加,并确定了适宜的冷浴温度为-18 ℃; 研究了不同硝解体系对反应的影响,确定了适宜的硝解体系为硝硫混酸,硝解收率为61.7%。

摘要:用傅立叶红外光谱(FTIR)、核磁共振(1H NMR)、X射线衍射光谱(XRD)研究了奥克托今(HMX)与二甲基甲酰胺(DMF)的络合行为。结果表明,HMX与DMF形成1:1的络合物(HMX(DMF)),络合发生在DMF的羰基与HMX的—CH₂基团间,形成了与HMX晶型不同的新物相。

摘要:利用量子化学模拟计算六硝基茋的太赫兹频率吸收范围和特征吸收峰,分别位于1.9 THz和3.3 THz处。而用太赫兹时域光谱技术和傅里叶红外光谱变换仪实际测量的六硝基茋在0.2~4.0 THz频谱范围内的吸收光谱峰值位置在1.7 THz和3.1 THz处。理论结果与实验结果的对比,表明六硝基茋在此波段有明显的特征吸收峰,并且理论与实验有很好的一致性。

摘要:为了研究含能材料的安定性、相容性和长储寿命,在真空和加热条件下测试含能材料的热分解过程,在真空安定性(VST)原理基础上,建立了压力和温度传感器全内置式的动态真空安定性试验(dynamic vacuum stability test,DVST)测试装置及方法,实现了对含能材料真空安定性的实时、在线、连续、直接跟踪测试,为精确研究含能材料的安定性、预估储存寿命提供了一种新方法。

摘要:为比较含铝炸药与一次引爆燃料空气炸药(FAE)威力特性,对JHL-2含铝炸药与一次引爆某燃料空气炸药公斤级爆炸冲击波参数进行了测试。结果表明,在相同装药体积情况下,距爆源水平距离为3 m、5 m和7 m处,JHL-2冲击波峰值超压比一次引爆某燃料空气炸药分别提高了13.5%、39.0%和18.5%,正压区冲量提高了21.5%、22.7%和16.5%,正压作用时间略有下降,说明含铝炸药爆炸威力可以达到甚至超过一次引爆FAE。

摘要:利用炸药爆轰产生的冲击波对 O,O -二甲基甲基膦酸酯(DMMP)进行冲击加载,并采用气相色谱法对不同压力冲击后样品的分解率定量分析,以及用气相色谱-质谱联机系统(GC-MS)对受冲击样品的组分结构进行分析。结果表明,DMMP样品在高压冲击下产生了一定程度的分解,在12.24～22.41 GPa范围内随压力的增大DMMP含量由93.81%下降到了84.77%。

摘要:利用COMPASS力场,采用NPT系综对β -HMX晶体进行了温度为295 K,压力为0~27 GPa的分子动力学模拟并进行静态力学分析。研究了β -HMX的压缩各向异性,得到了295 K下β -HMX的等温线,用不同状态方程对结果进行拟合,求得了零压下β -HMX体积模量K₀及其关于p的一阶导数K₀′。计算结果表明,用不同方程拟合得到的K₀和K₀′存在差异。通过静态力学分析,得到了弹性系数以及各模量随压力的变化情况,通过对G/K与C₁₂-C₄₄(柯西压)的研究发现β -HMX的硬度随着压力的增大而增大,在大压力作用下材料由脆性到韧性转变。

摘要:以低熔点的TNT炸药为研究对象,根据已有的TNT炸药烤燃实验,建立了炸药烤燃热反应模型,模型除了考虑炸药热传导外,还考虑了炸药多步化学反应、炸药相变和液态炸药的对流传热。采用计算流体力学软件Fluent,对加热速率为0.05 K·s^-1时TNT炸药的烤燃过程进行了数值模拟计算,得到了TNT炸药的剧烈反应时间为4150 s,炸药点火时3号特征点的温度为226 ℃; 与实验结果比较,验证了计算模型和相关参数的正确性。分析了不同加热速率下(0.3 K·s^-1,0.05 K·s^-1,3.3 K·h^-1)TNT炸药相变和温度变化情况。计算结果表明,烤燃中炸药相变熔化是从外向内逐步进行,未熔化的固态炸药会在重力作用下出现沉降。炸药熔化时会吸收热量,使温度上升速度减小。刚熔化的炸药在对流作用下温度会在短时间内快速上升。液态炸药存在热对流和热传导的共同作用,使炸药内部温度分布的均匀性增加。炸药相变对炸药点火温度,点火时间和点火位置都有影响。

摘要:为考察势能函数形式(L-J、Exp-6)对计算无量纲第二维里系数B^*(T^*)的影响,采用变步长辛卜生(Simpson)求积法近似计算了两种形式势能函数下的B^*(T^*)。计算结果与文献值十分吻合,证明了本文计算方法的有效性。通过比较由L-J势能函数计算的B^*(T^*)L-J与由Exp-6势能函数计算的B^*(T^*)Exp-6,获得了其差值随T^*的变化规律; 在爆轰环境条件下, T^*在25～40之间, B^*(T^*)L-J与B^* (T^*)Exp-6具有较大差异。

摘要:由非定温热分解的动力学积分方程,当反应深度α取相同数值时,通过评价函数推导出非线性等转化率积分(NL-INT)法求解热分解反应表观活化能的数学表达式。根据升温速率分别为5、10、20 K·min^-1的热失重分析曲线,用NL-INT法计算了HMX、HMX基PBX、TATB、PETN炸药和F₂₃₁₄、SD-33黏结剂的热分解表观活化能,并分析和讨论了用NL-INT法和Ozawa法的计算结果。研究结果表明,用NL-INT法能克服因近似处理积分式和选择热分解机理函数带来的误差,获得的表观活化能比较准确。

摘要:采用LS-DYNA显式非线性动力分析程序,针对HMX基PBX炸药材料的切削加工进行了切削数值模拟及相关模型的研究,完成了不同切削参数下切削力的数值计算,与实验测量结果吻合较好。研究表明,在切削宽度远大于切削层厚度的条件下,采用平面应变切削模型进行炸药切削数值模拟是可行的,等效应力失效准则适合于描述炸药切屑的断裂和分离。切削力的计算结果显示,切削力随切深和进给量的增大而增大,切削速度对切削力的影响不明显,其中,切深对切削力的影响最为显著。

摘要:采用LS-DYNA对在药型罩上粘附隔板结构形成带尾翼型爆炸成型弹丸(explosively formed projectile,EFP)进行三维数值模拟,从药型罩微元压跨速度和压力的角度初步探讨了形成尾翼型EFP的机理,对同一直径的大锥角型、球缺型和弧锥结合型药型罩形成的尾翼型EFP进行了对比分析,三种结构药型罩均能形成较为明显的尾翼,其中大锥角型药型罩得到的EFP速度最高。数值计算结果表明,EFP尾翼数与药型罩上所粘贴的隔板数一致,三种不同结构药型罩上粘贴四个隔板,得到的尾翼数均为四个。通过实验,对贴隔板法形成尾翼EFP做了进一步验证,实验结果与数值模拟结果基本一致。

摘要:为了更好地了解含能化合物分解机理,用电雾电离质谱研究了2,4,6-三硝基苯酚(苦味酸,PA)和2,4,6-三硝基间苯二酚(斯蒂芬酸,H2TNR)的裂解途径,分析了裂解机理。两种化合物裂解机理是消去OH自由基的“邻位效应”和C—NO₂键的断裂反应,主要有NO₂、OH、O、NO、CO、CNO、CNO₂等自由基的丢失。发现当分子中—NO₂基团的数量一定时,邻位—OH基团的数目越多,“邻位效应”越明显,越容易首先失去OH自由基,而C—NO₂键的断裂反应则越难进行,首先丢失NO₂自由基的机率越小。

摘要:以NH₄HCO₃为沉淀剂,采用沉淀法制备了纳米CuO。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)等测试手段对产物进行了表征,并采用定容燃烧试验,考察了纳米CuO添加到双基发射药中对燃烧性能的影响。结果表明,制得的纳米CuO为球形,粒径为10~15 nm,具有较好的分散性; 纳米CuO加入到双基药中,发射药的燃烧性能有明显的变化,其压力指数由0.9329降低至0.8539; 纳米CuO降低压力指数的效果好于普通试剂CuO。

摘要:应用水混法和丙酮混法将碳纳米管(CNTs)分别添加到含高氯酸钾、硝酸钾的烟火药剂中,利用绝热加速量热仪(ARC)研究其对含高氯酸钾、硝酸钾的烟火药剂的催化作用。结果表明,碳纳米管对含两种烟火药剂均具有催化作用,其中以水混法添加的催化剂催化效果最佳。以水混法添加催化剂的含高氯酸钾的烟火药剂,其最大反应速率8.21 min^-1,是不含催化剂药剂的4.15倍,到达最大反应速率时间为52.09 min,比不含催化剂的药剂降低了56.4%; 以水混法添加催化剂的含硝酸钾的烟火药剂,其最大反应速率8.52 min^-1,是不含催化剂药剂的1.51倍,到达最大反应速率时间为141.83 min,比不含催化剂的药剂降低了11.0%。

摘要:火工品属于一种长寿命且高可靠性的敏感性产品,为了提高其贮存可靠性评估精度,研究了火工品贮存可靠性的特点,给出了一种利用感度试验数据的火工品贮存可靠性分析方法。该方法利用升降法试验来获得感度分布参数的估计,并对参数估计进行了处理,使其满足一定序约束条件。结合该估计值,选取合适的模型来描述感度分布参数与贮存时间的关系,并对模型参数进行了统计推断。利用该模型,给出了贮存可靠性置信限和贮存寿命置信限。数值算例表明该方法可以用于高可靠性火工品的贮存可靠性评估与贮存寿命预测。

摘要:火炸药的安全性是由综合感度给出的,因而火炸药综合感度评估的有效性极其重要。采用多元统计分析方法中的雷达图法对火炸药的多种感度进行综合分析,并利用偏心距对雷达图进行修正后,提出了一种新的火炸药综合感度评估方法——修正雷达图法。利用该方法对常用的21种火炸药进行综合感度评估,并与BZA-1法的数据进行对比,分析表明该方法对火炸药综合感度的分辨率更高。

摘要:采用光谱辐射法测量了Ni-Cr金属薄膜桥的电爆炸温度。通过六通道瞬态光学高温计测量金属薄膜桥电爆炸时在514 nm、631 nm、692 nm、715 nm、910 nm、1068 nm波长处的辐照强度,根据黑体辐射理论计算温度值。研究表明,金属薄膜桥在50 V、100 μF条件下电爆炸时的最高温度在5000 K左右,4000 K以上持续时间为300 ns。

摘要:采用硫化钠直接中和还原苦味酸,采用盐酸单一加料法,通过自主研制的F-1晶型控制剂,制得高品质球形二硝基重氮酚(DDNP),平均粒径大于350 μm,其100目筛上物达到95%以上,散装密度在0.70～0.90 g·cm^-3范围可控,耐压性大于40 MPa,流散性好,生产过程中没有细小结晶和爆炸性粉尘,产品得率比传统的DDNP制备工艺提高2%～3%,生产过程不需漂洗细小结晶工序,同时采用部分母液循环的办法,单位产品的工艺用水量为30～35 kg/kg(DDNP),目前已实现工业化生产。

摘要:为提高纳米粒子的分散性和避免水处理时的回收程序,制备了附载型纳米复合粒子和光催化反应器。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射图谱(XRD)和比表面积测试仪分析发现,制备的纳米TiO_{2/硅藻土复合粒子和纳米TiO2/SiO2复合粒子的纳米颗粒细小,比表面积和孔容积大。将纳米光催化复合材料负载于光催化反应器或直接分散于废水中,对比研究发现： 重复使用6次后,前者的纳米光催化复合粒子对TNT废水的光催化降解效率保持90%以上,而后者的降解效率从97%迅速下降至50%左右。同时,红外光谱分析发现,后者处理后废水中发现有纳米光催化材料的存在; 而借助于光催化反应器处理后废水中未发现有纳米光催化材料的残存,不需要额外的纳米材料回收程序。}

摘要:从福安化工厂废水排放地的土壤中筛选到一株对TNT有良好降解能力的菌株,16S rDNA序列分析表明,该菌株为Uncultured soil bacterium clone UD3(简称为USBC)。研究了该菌株对TNT废水的降解特性,结果表明： 菌株USBC降解TNT的最优条件为葡萄糖1 g·L^-1、蛋白胨1 g·L^-1、细菌浓度(干重法)0.02 g·L^-1、pH 7、温度 30 ℃; 在最优条件下反应24 h后,该菌株对100 mg·L^-1 TNT的降解率为97.2%; 菌株USBC对TNT的降解反应为一级动力学反应。

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