摘要:Molecular surface electrostatic potentials V_S(r) (ESP) of seventeen nitramines have been calculated. As a criterion of the imbalance between the maximum positive, V_S,max and minimum negative, V_S,min, values of molecular surface electrostatic potentials their sum was derived and used as a new simple characteristic for ESPs-V_S,Σ. These V_S,Σ values have close relationships with the Arrhenius parameters, activation energy E_a and preexponent log A, of thermal decomposition of the nitramines studied. The correlation between the V_S,Σ values and heats of fusion of the nitramines studied is described. These findings suggested analyzing the physico-chemical behavior of the nitramine crystals during this decomposition; in this connection an investigation was carried out using isothermal thermogravimetry and scanning electron microscopy of thermally exposed crystals of cis-1, 3, 4, 6-tetranitrooctahydroimidazo-[4, 5-d]imidazole (sintering of its crystal surfaces), of β-1, 3, 5, 7-tetranitro-1, 3, 5, 7-tetrazocane (cracking of its crystals during β→δ transition) and of 2, 4, 6, 8, 10, 12-hexanitro-2, 4, 6, 8, 10, 12-hexaazaisowurtzitane. The results suggest a need to study the pre-decomposition states on thermal decomposition of the nitramines′ molecule′s crystals.

摘要:合成了2, 4, 6-三氨基-3, 5-二硝基吡啶-1-氧化物(TANPyO)Pb(Ⅱ)含能配合物(Pb(TANPyO))。采用红外光谱、元素分析、撞击感度、摩擦感度、冲击波感度、TG-DTG和DSC表征了Pb(TANPyO)的结构和性能。采用TG-DTG和DSC分析了Pb(TANPyO)对高氯酸铵热分解的催化作用。结果表明: Pb(TANPyO)的分子式为Pb(C₅H₄N₆O₅)。配合物的撞击感度、摩擦感度和冲击波感度分别为305 cm, 36 kg和4.9 mm。Pb(TANPyO)在50~600 ℃温度范围内只有一个分解放热峰, 最大放热峰峰温为329.0 ℃, 残渣量为23.8%。其放热分解反应的表观活化能为331.9 kJ·mol^-1。Pb(TANPyO)对AP的热分解具有显著的催化作用。

摘要:以3, 5-二氨基-1, 2, 4-三唑(DAT)为原料，经重氮化、硝化、N-烷基化等反应合成了N, N-双((3, 5-二硝基-1, 2, 4-三唑-1-基)甲基)硝胺(BDNTMN)。利用¹H NMR, ¹³C NMR、红外、质谱及元素分析等手段表征了化合物的结构。采用DSC和TG方法分析了目标化合物BDNTMN的主要热性能。采用Gaussian 09程序和Kamlat-Jacbos方程预估了BDNTMN的理化性质和爆轰性能。结果表明，BDNTMN在170.4 ℃和254.1 ℃分别有两个热分解峰。预估的BDNTMN的密度、爆速和爆压分别为1.95 g·cm^-3、9.03 km·s^-1和38.7 GPa，性能优于RDX。

摘要:以3, 4-二氰基氧化呋咱和叠氮化钠为原料，以水做溶剂，在ZnCl₂催化作用下，经环化反应合成了3, 4-双(四唑-5-基)氧化呋咱，总收率达91%。采用红外光谱、核磁共振、元素分析、X射线单晶衍射进行了结构表征。结果表明，晶体属于正交晶系，空间群为P2₁2₁2₁，晶体学参数：a=6.1172(14)Å, b=9.657(2)Å, c=14.220(3)Å, V=840.0(3)ų, Z=4, D_c=1.76 g·cm^-3, F(000)=448, μ=0.147 mm^-1, S=1.031, R₁=0.008，wR₂=0.2523。3, 4-双(四唑-5-基)氧化呋咱分子基本在一个平面，表明分子中存在强烈的共轭效应。同时，分子中氮原子之间存在大量的弱键，能够提高化合物的密度和热稳定性。

摘要:以2-氯-4-氨基吡啶(1)为原料，经硝化反应合成出一种新的偶氮桥吡啶衍生物(E)-1, 2-双(2-氯-3-硝基吡啶基-4-基)二氮烯(3)和2-氯-4-氨基-3, 5-二硝基吡啶(2)，随后经胺化反应分别得到(E)-1, 2-双(2-氨基-3-硝基吡啶基-4-基)二氮烯(5)和2, 4-二氨基-3, 5-二硝基吡啶(4)，总的得率分别为69%和18%。室温下，用氯仿作溶剂得到化合物3的红色晶体用于X-射线衍射分析。用Kamlet-Jacobs经验方程计算了化合物4和5的爆轰性能。结果表明，化合物3为单斜晶系，空间群P2₁/N，晶胞参数为：a=9.965(2) Å, b=6.3190(13) Å, c=10.737(2) Å, β= 93.75(3)°, V=674.6(2) ų, D_c=1.689 g·cm^-3, C₁₀H₄Cl₂N₆O₄, M_r=171.55, F(000)=344, μ(Mo K_α)=0.510 mm^-1, Z=4。化合物4的爆轰性能与2, 4, 6-三硝基甲苯(TNT)相当，而化合物5的爆轰性能不佳。

摘要:通过K(FOX-7)·H₂O和Cu(NO₃)₂·3H₂O在1, 3-丙二胺溶液中的反应制得含能配合物Cu(pn)₂(FOX-7)₂ (pn=1, 3-丙二胺)。用差示扫描量热法(DSC)和热重/微商热重法(TG/DTG)研究了Cu(pn)₂(FOX-7)₂的热分解行为，采用微量热DSC法测定了比热容，也研究了绝热至爆时间和撞击感度。结果表明, 第一放热分解过程的非等温动力学方程为:dα/dT=(10^17.83/β) 3α^2/3exp(-1.635×10⁵/RT)。自加速分解温度和热爆炸临界温度分别为145.6 ℃和146.74 ℃。298.15 K时摩尔比热容为653.79 J·mol^-1·K^-1。绝热至爆时间约为77 s，Cu(pn)₂(FOX-7)₂的特性落高(H₅₀)是71 cm (>14 J)(RDX>7.5 J), Cu(pn)₂(FOX-7)₂是相对不敏感的。

摘要:The relationship between the crystal lattice free volume, ΔV, and impact sensitivity, E_dr, of ten nitramines has been analyzed. It was found that this relationship is not uniquely determined, i.e. it is not given only by their own ΔV values but fundamentally by the type and intensity of the intermolecular forces in the nitramine crystals. Also, relationships between the E_dr values, on the one hand, and bulk modulus, K, and shear modulus, G, on the other, have been the subject of discussion not only for pure cyclic nitramines but also for their PBXs, bonded by a poly-fluoro binder. The closest linear correlation exists between the E_dr values and dimensionless K·G^-1 ratio which indicates the plasticity range. A similar relationship is valid also for the ΔV values. Relationships of the E_dr and/or ΔV values with the shear modulus or to the K·G^-1 ratio reflect an unusual behavior of ε-HNIW to which the published morphological instability of this particular HNIW version might also be related.

摘要:采用分子动力学(MD)方法，模拟了δ-HMX晶体中的孔洞缺陷演化和分子构象变换，并与β相对比。模拟体系包含一个大小为30个HMX分子的孔洞缺陷，对应10%的空位浓度。采用QST3法计算了分子构象在真空中的转换能垒，结果表明，所有的构象转换均具有较低的活化能。当模拟温度为500 K时，不管是δ相还是β相，整个晶体均塌陷成液态，并伴随大的晶格膨胀。在塌陷的液态分子中，可观察到四种分子构象α, β, BB和BC，同时与这四种分子构象共存的还有大量的过渡态或中间体结构。在MD模拟过程中，跟踪单个分子随时间的演化，能发现分子在不同构象间频繁转变，这是较低的转换能垒所致。当模拟温度降低到300 K和200 K时，两个晶相(β和δ)表现出不同的演化趋势。对δ-HMX体系，在发生孔洞塌陷的同时, 整个晶格也失去了严格的周期结构，但是嵌在β-HMX晶格中的孔洞却被保留下来，仅发生了孔洞的收缩和少量分子向孔洞中心的迁移。此外，与δ-HMX的晶格收缩相反，β-HMX的晶格随模拟温度升高持续膨胀。

摘要:采用溶剂-非溶剂重结晶方法制备了TATB超细炸药和六硝基茋(HNS)超细炸药，对其微结构行了扫描电镜测试、比表面积测试、氮气吸附法分析和分形分析。结果表明，HNS超细炸药是由腰果状纳米颗粒以或紧密或疏松方式堆积而成的团聚体，比表面积为11.8 m²·g^-1。TATB超细炸药是由纳米颗粒互相连接而成的团聚体，比表面积24.77 m²·g^-1。氮气吸附结果显示，HNS和TATB两个样品均呈现Ⅳ型吸附曲线，滞后环均位于相对压力较高的区域。Barrett-Joyner-Halenda(BJH)和Horvaih-Kawazoe(HK)曲线显示，在孔径12Å以下和80Å以上区域中，TATB样品的孔体积和表面积大于HNS样品，在孔径12~80Å区域则相反，由此可见TATB的高孔体积和高表面积源于微孔区的作用，而非介孔区的作用。两个样品的吸附曲线均展现出分形微结构，分维数在p/p₀处于0.005~0.04区间较低，在p/p₀处于0.04~0.10区间中等，在p/p₀处于0.1~0.2区间则较高，这三个区间里，TATB样品的分维数均都高于HNS样品。与样品表面积数据相比，BJH、HK数据和分形分析提供的微结构信息更为详细，这将有助于对超细炸药团聚体微结构和微结构-性能关系的理解。

摘要:为了解缓慢加热对炸药件安全性的影响, 分别开展了PBX-6粉末炸药样品在压力1 MPa和0.101 MPa、升温速率2 ℃·min^-1和5 ℃·min^-1的DSC分析, 以及SR50mm PBX-6半球炸药件在55 ℃、140 d的加速老化试验。设计了Φ100 mm球形炸药件的慢烤试验装置, 对球形S-1^#和S-2^#试样进行了升温速率分别为2 ℃·min^-1和5 ℃·min^-1的慢烤试验。通过热电偶和温度测试系统记录测量位置的温度变化, 结合冲击波超压和试验残余物对比分析试验结果, 探讨慢速烤燃行为与热分解特性的关系, 综合评估PBX-6炸药件在缓慢加热条件下的安全性。结果表明, 升温速率2 ℃·min^-1时, S-1^#试样的爆燃时间为8373 s, 爆响温度为218.5 ℃, 爆燃反应较弱。升温速率5 ℃·min^-1时, S-2^#试样的爆燃时间为4074 s, 爆响温度为224.9 ℃, 冲击波超压为21.8 kPa, 爆燃程度较大。即升温速率越大, 试样的爆响时间越短, 爆响温度越高, 爆燃程度越大。

摘要:制备了含质量分数5%平均粒径5 μm的碳颗粒的凝胶推进剂模拟液并研究了其雾化特性。测量了模拟液的流变特性，在射流速度10~22 m·s^-1、撞击角60°~90°、喷嘴直径0.5~1.5 mm及喷嘴长径比3.5~8条件下进行了雾化实验，利用线性稳定理论研究了其液膜破碎特性。结果表明, 碳颗粒的添加导致凝胶模拟液的稠度系数增大、流动指数减小；在本文实验范围内，模拟液只能雾化形成液丝及大尺寸液滴，雾化效果随着射流速度、撞击角度的增加而改善，喷嘴长径比及喷嘴直径变化对雾化模式的影响很小；理论预测的液膜破碎长度与实验值之间存在14.9%~24%的误差，但线性稳定理论预测的液膜破碎长度变化趋势与实验吻合良好。

摘要:微混合器以其独特的混合特性越来越受到重视，近年来人们开始将其应用于乳胶基质的制备中。利用两种微混合器分别进行乳胶基质的初乳和精乳, 探讨了分离再结合型微混合器对高黏度流体的乳化原理并研究了微混合器微通道宽度，长度，以及流体流速等因素对乳化效果的影响。结果表明，不同类型的微混合器适合不同的乳化阶段。在流体总流量为40 mL·min^-1的条件下制备出了黏度为38000 cP，水相颗粒度平均值为1.895 μm的乳胶基质。常温储存30天后硝酸铵(AN)的溶解损失率为0.2497%。分离再结合型微混合器对高黏度流体的乳化原理是流道壁对流体的剪切作用。微通道宽度显著影响乳化压力。微通道长度越长，流体流速越大，乳化质量越好。

摘要:为研究疏水纳米SiO₂改性鳞片石墨的分散性能和红外干扰效能，采用粉体特性测试仪测定了改性前后鳞片石墨粒子的流动性。采用气流分散的方式将鳞片石墨粒子分散在烟幕箱中形成烟幕。测试了烟幕的质量浓度和红外光谱透过率。依据搅拌沉降模型，计算得到了烟幕的沉降速度。结果表明，用质量分数为4.0%的疏水纳米SiO₂改性鳞片石墨的Carr流动性指数最高，达到了61，同时鳞片石墨粒子的沉降速度也从改性前的2.288×10^-3 m·s^-1降至改性后的1.125×10^-3 m·s^-1，形成的烟幕在3~5 μm和8~12 μm波段的平均红外光谱透过率也分别从0.3895%和0.7288%降为0.072%和0.176%。疏水纳米SiO₂对鳞片石墨表面的物理修饰，有效改善了鳞片石墨粒子的流动性和分散性能，显著提高了鳞片石墨形成烟幕的留空持续时间和红外干扰性能。

摘要:制备了两种含能离子盐IMI·TNR和4-AT·TNR(IMI=咪唑，4-AT=4-氨基-1, 2, 4-三唑，TNR=2, 4, 6-三硝基间苯二酚)。采用IR、元素分析和X射线单晶衍射确定了晶体结构。用差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)，分析了热分解机理。基于DSC的结果，采用Kissinger法和Ozawa法获得非等温反应的动力学参数。测定了两种离子盐的撞击感度、摩擦感度和火焰感度。结果表明，IMI·TNR为单斜晶系，空间群为P2₁/c，晶体密度为1.779 g·cm^-3，分解温度为223.4 ℃；4-AT·TNR为三斜晶系，空间群为P-1，晶体密度为1.772 g·cm^-3，分解温度为259.8 ℃。它们的T_b、ΔS^≠、ΔH^≠和ΔG^≠值分别为222.4 ℃, -213.06 J·K^-1·mol^-1, 302.89 kJ·mol^-1和407.10 kJ·mol^-1 (IMI·TNR)和257.3 ℃, -221.31 J·K^-1·mol^-1, 129.66 kJ·mol^-1和243.24 kJ·mol^-1(4-AT·TNR)。它们对冲击、摩擦和火焰的刺激不敏感。

摘要:采用溶剂挥发方式制备出苯并三氧化呋咱(BTF)和2, 4-二硝基苯甲醚(DNAN)以2:1(摩尔比)结合形成的新型共晶炸药。BTF-DNAN共晶的结构通过单晶衍射表征, 同时研究了共晶撞击感度。结果表明, BTF-DNAN共晶属于单斜晶系, P21/c空间群。共晶的撞击感度特性落高H₅₀大于112 cm, 较单组分BTF, 显著降低了撞击感度。

摘要:利用原位粉末X射线衍射法和原位红外光谱法研究了硝基胍(NQ)晶体的热膨胀。结果表明, 在30~160 ℃内硝基胍a-、b-、c-轴的平均膨胀系数分别12.9×10^-6, -10.1×10^-6 ℃^-1和145.5×10^-6 ℃^-1, 显示NQ晶体热膨胀呈明显各向异性，且b轴呈负膨胀。NQ的各向异性热膨胀由其各向异性分子间作用引起。随温度升高NQ分子间氢键减弱，分子间距离增大，减少了NQ分子沿b轴的空间位阻，从而在分子间作用力下沿b轴收缩，导致了负膨胀。该结果有助于理解炸药分子堆积对其物理性能的影响。

摘要:制备了1-氨基-1-乙氨基-2, 2-二硝基乙烯(AEFOX-7)水合物的单晶并测定了其结构，该晶体属于立方晶系，空间群是Pna2(1)/m，晶体参数为：a=1.3692(3) nm, b=0.71240(16) nm, c=0.9024(2) nm, β=90°, V＝0.8802(4) nm³, Z＝4, μ＝0.133 mm^-1, F(000)＝408, D_c＝1.465 g·cm^-3, R₁＝0.0306 and wR₂＝0.0855。测定了AEFOX-7、1-氨基-1-甲氨基-2, 2-二硝基乙烯(AMFOX-7)和1, 1-二氨基-2, 2-二硝基乙烯(FOX-7)的燃烧焓，相应的标准摩尔燃烧焓分别是: -(2347.83±4.84), -(1819.96±5.94) kJ·mol^-1和-(1159.77±1.30) kJ·mol^-1。

摘要:以5-氨基-1, 2, 4三唑基-5-乙酸(1)为原料，经Sandmeyer反应得到一种新型叠氮三唑类化合物5-叠氮基-1, 2, 4-三唑-5-乙酸(ATAA)。通过¹H NMR、¹³C NMR、IR及元素分析等手段对化合物结构进行表征。TG及DSC的研究表明, ATAA的热行为包括结晶水脱除、熔化及热分解三个过程，每个过程所对应的峰值温度分别为85.6, 168.0 ℃和177.9 ℃。基于ATAA设计出一种新型多硝基含能化合物—5-叠氮基-3-硝仿基-1, 2, 4-三唑(2)，并对其爆轰性能进行预估。结果表明其标准生成焓、理论密度及理论爆速分别为449.62 kJ·mol^-1、1.91 g·cm^-3和9096 m·s^-1，整体性能与HMX相当。

摘要:我们提出了两个比常用氮当量方程更接近Kamlet-Jacobs方程结果的预测CHNO炸药爆速(D)和爆压(p)的经验氮当量方程。

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