满田田 , 尚静 , 冯金玲 , 张建国 , 舒远杰 , 张同来 , 周遵宁
摘要:运用Materials Studio程序和广义梯度泛函(GGA) PW91方法,在增加了极化函数的双数值基组(DNP)精度下对3, 6-二氨基均四嗪(DATz)、3, 6-二肼基均四嗪(DHT)和3, 6-二叠氮均四嗪(DIAT)气相分子结构和晶体结构进行了全优化,进行了能带分析、晶体态密度(DOS)及局域态密度(PDOS)计算。讨论了其热力学函数随温度变化规律。能带分析得到这三种四嗪衍生物的稳定性次序:DIAT < DHT < DATz; 态密度(DOS)及局域态密度(PDOS)分析及Wiberg键级分析得到DATz、DHT和DIAT的主要反应活性位置为四嗪环上的N原子。对上述三种化合物分子晶体的振动分析结果表明:其热力学函数(Smθ、Cp, mθ、Hmθ和Gmθ)与温度T近似有线性关系。随T升高,Smθ、Cp, mθ和Hmθ逐渐增大,而Gmθ逐渐减小。
摘要:以3-氨基-4-酰氯肟基呋咱(AAOF)为原料,经分子间二聚生成3, 4-二氨基呋咱基氧化呋咱(DATF), DATF还原生成了新化合物3, 4-双(3′-氨基呋咱-4′-基)呋咱(BATF),总收率为54%,采用红外光谱、核磁共振光谱、质谱、元素分等进行了结构表征。通过质谱裂解碎片,研究了BATF的碎裂反应机理; 探讨了还原反应关键影响因素, 确定了最佳的反应条件为:还原剂为SnCl2/HCl/AcOH,料比n(还原剂):n(DATF)为3:1~4:1,反应温度为75 ℃,时间为7 h。
摘要:为了降低1-氧-2, 6-二氨基-3, 5-二硝基吡嗪(LLM-105)的制造成本,以2, 6-二氨基-3, 5-二硝基吡嗪(ANPZ)为原料,高浓度双氧水为氧化剂,合成了LLM-105。探讨了50%和85%浓度双氧水对LLM-105氧化反应的影响。三氟乙酸用量较原方法减少50%。用正交实验优化了LLM-105氧化合成工艺。确定的最佳工艺条件为:n(ANPZ):n(50%H2O2)=1:6,m(ANPZ):V(TFA) =1:5(g:mL),反应温度25~30 ℃,反应时间24 h。LLM-105的收率为95%,纯度为98%。用红外光谱、核磁共振光谱、元素分析、质谱表征了其结构。
蒋秋黎 , 王浩 , 罗一鸣 , 王玮 , 谢中元 , 高杰
摘要:用差示扫描量热(DSC)和热重/微分热重(TG/DTG),研究了3,4-二硝基吡唑(DNP)的热行为。用DSC法和真空安定性(VST)考察了DNP与炸药组分材料, 包括2, 4-二硝基苯甲醚(DNAN)、1, 3, 3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)、黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、高氯酸铵(AP)、Al、微晶蜡的相容性。结果表明:DNP的热分解过程分两个阶段,第一阶段DSC曲线的分解峰温出现在319.8 ℃,显示DNP有好的热稳定性,第二阶段DSC曲线峰温为407.2 ℃。DNP与DNAN、TNAZ、RDX、HMX、CL-20、AP、A1、微晶蜡均相容。这些物质可用作炸药组分。
摘要:采用溶剂蒸发法,以丙酮为溶剂,在一定结晶条件下可获得晶体质量好的厘米级RDX大单晶(约40 mm×40 mm×30 mm)。用高分辨X射线三晶衍射(TAXRD)摇摆曲线(ω扫描)研究了RDX单晶的生长诱导位错,用Split Pearson Ⅶ分析函数并对摇摆曲线进行了拟合,得到(210)、(200)和(111)晶面的摇摆曲线半高宽(FWHM),其值分别为35.35 arcsec, 45.31 arcsec和77.92 arcsec,说明(111)晶面的位错密度最大,线生长速度最快; (210)晶面的位错密度最小,线生长速度最慢,RDX单晶呈现出各向异性。
摘要:为分析TATB基高聚物粘结炸药(PBX)在高温状态下的性能变化,对该高聚物粘结炸药在不同温度下的压缩性能、拉伸性能、蠕变性能及泊松比进行了测试,并采用扫描电子显微镜对其高温蠕变断面形貌进行了观察。结果表明,该高聚物粘结炸药的压缩强度、拉伸强度、抗蠕变持久应力及持久时间均随温度升高而降低,其泊松比随温度升高无明显变化; 在高温70 ℃、拉伸应力为3 MPa下,该PBX拉伸蠕变破坏模式主要为炸药颗粒与粘结剂脱粘,而在相同拉伸应力、温度为50 ℃和60 ℃下,其拉伸蠕变破坏模式还表现为炸药颗粒断裂。
卢先明 , 姬月萍 , 李娜 , 莫洪昌 , 栗磊 , 姚逸伦 , 邢颖
摘要:以1, 3, 5-三羟乙基异氰脲酸酯(THEIC)为起始剂,经环氧氯丙烷开环聚合和叠氮化取代等反应首先制成带有氮杂环结构的数均相对分子质量(Mn)为2500~3000的三官能度叠氮缩水甘油醚(TGAP),然后以TGAP为大分子起始剂,引发3-叠氮甲基-3-甲基氧杂环丁烷(AMMO)进行开环聚合制备出一种新型叠氮粘合剂P(GA-b-AMMO)。采用红外、核磁共振(1H NMR和13C NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对P(GA-b-AMMO)的分子结构、组成和Mn进行了表征。考察了聚合温度及投料比等因素对聚合反应的影响,确定了该体系下聚合的优化条件为:n(BF3·OEt2)/n(TGAP)/n(AMMO)=1.35/1/12~16,聚合温度为0~3 ℃。P(GA-b-AMMO)的Mn、羟值(OH)测试结果均表明在该优化条件下聚合较为可控,产品总收率≥80.0%,官能度≥2.70,Mn达到4000~4400且与相应理论值均较为接近。力学性能测试表明与均聚醚TGAP相比,P(GA-b-AMMO)表现出较好的力学性能,以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)为固化剂,其纯胶片常温力学强度为2.04 MPa,而常温延伸率可达261%,较低分子量的TGAP提高约2倍。
摘要:用差示扫描(DSC)和热重分析(TG)研究了斯蒂芬酸铅(LS)/硝化棉(NC)/双铅2(SQ-2)推进剂热稳定性。用热力计算方法分析了四种推进剂(高氯酸铵(AP)/端羟基聚丁二烯(HTPB),AP/NC,LS/NC和LS/SQ-2)的能量特性。研究了配比为5:5,6:4,7:3三种LS/NC推进剂和配比为4:6,5:5,6:4,7:3四种LS/SQ-2推进剂的热分解特性。结果表明:添加NC或SQ-2能降低LS的热稳定性,提高推进剂的能量,其中NC的效果更显著,认为LS和NC可选作微型发动机用推进剂的组分。
摘要:为描述HTPB推进剂中增强粒子的脱湿引起本构关系非线性响应行为, 建立了由粒子、空泡与基体组成的三相物理模型, 给出了在单向拉伸载荷作用下确定本构关系的算法。依据热力学能量守恒定律, 确定了临界脱湿应变方程。利用细观力学Mori-Tanaka方法, 确定了临界应变方程需要的宏观有效模量。针对增强粒子满足对数正态分布的HTPB推进剂进行了数值模拟。结果表明, HTPB本构关系由两个阶段组成, 初始的线弹性阶段与开始发生脱湿后的非线性阶段。体积膨胀应变随空泡体积分数的增大而增大, 而宏观有效模量随空泡体积分数的增大而减小。针对一般复合固体推进剂, 该本构关系的形式较为简单, 适合应用于工程中。
摘要:对复合固体推进剂拉伸变形破坏过程进行了原位扫描电镜观察, 采用数字图像相关方法分析了不同变形阶段电镜图片, 得到了推进剂细观表面变形场, 探讨其在拉伸过程中的细观破坏机理。研究结果表明, 数字图像相关方法与扫描电镜相结合为复合固体推进剂在细观尺度下的测量与破坏机理分析提供了新的途径, 也为推进剂细观数值模拟提供了实验依据。
梁晓蕾 , 刘才林 , 任先艳 , 杨海君 , 王绵 , 王用 , 冉卷平
摘要:分别以聚乙二醇(PEG)、聚乙二醇二甲醚(NHD)作为分散稳定剂, 均三甲苯作溶剂, 通过氢化铝锂还原氯化铝, 用液相化学还原法制备铝纳米粒子(AlNPs)。采用激光粒度分析(LPSA)、透射电镜(TEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重(TG)研究了AlNPs的粒度、形貌、尺寸、成分、结构特点及活性等。结果表明:PEG作分散稳定剂制备的PEG/AlNPs平均粒径可达67.7 nm, 但分散性较差; 当NHD与AlNPs的质量比为1.1:1时, 制得的NHD/AlNPs平均粒径为23.4 nm; AlNPs属立方晶系, 表面包覆有分散稳定剂。
摘要:为研究动力源火工品的点火过程, 为其设计提供理论依据, 采用数值模拟方法, 根据热点火理论建立了描述点火过程的数学模型。通过数值积分得到了在不同点火源温度情况下主装药内部表面附近的温度分布曲线。由分布曲线得到:当点火源温度在2000~3600 K之间变化时, 点火发生的位置离开主装药表面的距离在462.8~112.4 μ m之间, 点火延迟期由8222 μs缩短到264 μs。结果说明点火源温度升高, 点火延迟期缩短, 当点火源温度升高到2800 K时, 延迟时间缩短的趋势变得平缓。
黄新萍 , 常佩 , 王伯周 , 李普瑞 , 王民昌 , 樊学忠 , 冯红联
摘要:针对3-硝基-1, 2, 4-三唑-5-酮(NTO)硝化过程中产生大量废酸导致“三废”综合治理成本高的问题, 通过向废酸中补加少量工业浓硝酸制成质量分数为70%的硝酸溶液作为硝化剂, 硝化1, 2, 4-三唑-5-酮(TO), 循环合成目标化合物NTO。采用红外光谱、核磁共振光谱、元素分析对其进行了结构表征。考察了硝化剂用量、反应时间、反应温度对产品的影响, 优化了硝化反应条件, 确定硝化的最佳反应条件为:n(TO):n(HNO3)=1:6, 反应温度60~65 ℃, 反应时间1 h, 纯度可达99.9%。废酸循环利用10次以上, 平均收率82%, 硝酸用量减少了67.6%。
摘要:二硝基重氮酚(DDNP)是苯酚的硝基衍生物, 是一种优良的起爆药,其生产废水中主要含有重氮基、硝基等难降解的化合物,有强酸或强碱性,且毒性高。DDNP生产产生的废水水质分析显示数量最大的是硝基类化合物。依据工厂实际,提出了用白腐真菌-泥炭处理DDNP废水的生化和物理方法。采用培养、驯化的白腐真菌时,废水处理条件为:泥炭添加量5%~9%;温度(37±2) ℃;pH值4.5±0.5;硫酸锰加入量1 mg·L-1;时间约7 d。出水结果显示:色度几乎为零,pH≈6.0,CODcr≈120 mg·L-1,符合国家二级排放标准。
摘要:综述了压制高聚物粘结炸药(PBX)中炸药晶体在机械载荷作用下晶体的微(细)观结构演化,演化过程中损伤的表征和损伤对PBX炸药宏观性能的影响,讨论了压制压力、压制温度、晶体品质和粘结体系对PBX压制过程中晶体损伤的影响,在此基础上讨论了损伤机制和多种构建PBX中晶体损伤的物理模型,认为通过改变压制方式、压制温度、晶体品质和粘结体系可减少晶体压制损伤的产生;利用流形元法、离散元法、图像处理技术等可实现对PBX炸药进行较真实的建模。
摘要:归纳总结了镁颗粒在空气、O2、CO、CO2和H2O(g)中的燃烧特性。不同燃烧产物对二次反应和燃烧速率有不同的影响。基于对镁颗粒燃烧现象和产物分析,镁颗粒经历了从表面多相反应到气相燃烧的过程,镁颗粒着火阶段表面氧化层是由表面多相氧化反应形成,燃烧阶段中表面氧化层是由气相燃烧产物凝结或烧结、氧化层表面吸附反应和Mg-O溶液的相位分离等形成;根据镁颗粒在不同氧化性气氛中的燃烧特性,介绍、评述了镁颗粒在空气或O2、CO2和H2O(g)中的燃烧模型。镁颗粒在各种氧化性气氛中燃烧研究需要对反应机理深入研究;燃烧模型中需丰富燃烧过程的物理化学信息,如反应的机理、化学动力学特性和表面氧化层对燃烧过程中传热传质的影响等。
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