摘要:

摘要:为了探索纳米铝热剂-猛炸药复合物代替传统起爆药的可能性，以纳米Al粉、纳米Bi₂O₃、工业级六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW）以及纳米HNIW为原料，采用溶剂-非溶剂（Solvent-nonsolvent Method， SN）和物理混合（Physical Mixing Method，PM）两种方法分别制备了Al/Bi₂O₃-HNIW复合物，采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、密闭爆发器试验、铅板试验等对制备的复合物性能进行表征和测试。结果表明，采用溶剂-非溶剂法制备的复合物中Al/Bi₂O₃均匀地包覆在HNIW表面，Al/Bi₂O₃与HNIW的质量比为3∶7时，结合压力-时间特性曲线，Al/Bi₂O₃-HNIW（SN）复合物的增压速率为2.914 GPa·s^-1，约为Al/Bi₂O₃-HNIW （PM） 的三倍，且升压时间短；其静电感度明显低于斯蒂芬酸铅（Lead Styphnate，LS）和叠氮化铅（Lead Azide，LA），甚至低于猛炸药太安（PETN）； 采用太安（PETN）作为过渡药，Al/Bi₂O₃-HNIW（SN）能够可靠起爆黑索今（RDX）装药。采用溶剂-非溶剂法制备的Al/Bi₂O₃-HNIW因其优异的安全性和起爆性能，有望作为雷管起爆药替代物使用。

摘要:以非氘代硝基胍（NQ）和1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯（FOX-7）为原料，采用氢氘（H/D）交换法，合成得到全氘代硝基胍（NQ-d₄）和全氘代1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯（FOX-7-d₄）。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（¹H NMR）、核磁共振碳谱（¹³C NMR）、高效液相色谱（HPLC）、热重-微分热重（TG-DTG）、差示扫描量热（DSC）和中子衍射等对目标产物进行了分析表征。DSC/TG数据表明，NQ-d₄和FOX-7-d₄的分解温度较非氘代NQ和FOX-7分别高出2.5 ℃和2.6 ℃。采用中子衍射法，测得所合成NQ-d₄的氘代率为95.27%，FOX-7-d₄的氘代率为98.87%。采用面积归一法，HPLC测定所合成NQ-d₄的纯度为99.51%，FOX-7-d₄的纯度为99.28%。

摘要:声子谱在研究固体热力学性质和化学分解反应微观过程中起着重要作用，对声子谱的研究有助于揭示含能材料的初始热解机理以及爆轰性能和感度的微观物理机制。采用色散校正的密度泛函理论方法，计算了六硝基六氮杂异戊兹烷（CL-20）/1，4-二硝基咪唑（1，4-DNI）共晶及共晶组分的声子谱和热力学性质，通过分析声子态密度确定了声子模式存储和传递能量的方式，提出了热能流动方向，预测了引发键及撞击感度顺序。结果表明，ε-CL-20和CL-20/1，4-DNI共晶由声子态密度预测的引发键均为CL-20分子上的N─NO₂键，而1，4-DNI晶体的初始热分解涉及咪唑环的开环反应。通过对比CL-20和1，4-DNI分子分别在共晶和共晶组分中的声子态密度，发现共晶中二者的热稳定性均得到改善，从而导致共晶的热稳定性优于共晶组分。根据“入口模”声子数和特征振动频率Δω_d预测的撞击感度顺序均为：ε-CL-20>CL-20/1，4-DNI>1，4-DNI，与实验测定结果相一致。由声子谱计算的共晶及共晶组分的热力学参数，在相同温度下，其顺序为CL-20/1，4-DNI>ε-CL-20>1，4-DNI。低频声子对恒容热容（C_V）的贡献最大，由能量转移引起的化学键断裂可能经历了多声子向上泵浦过程。

摘要:为准确、快速测定奥克托今（HMX）/三氨基三硝基苯（TATB）混合炸药中 HMX和 TATB的含量，建立了液相色谱分析方法。采用二甲基亚砜（DMSO）为溶剂，超声波辅助溶解样品，考察了样品量、样品提取时间、流动相、色谱柱、检测波长等条件对测试结果的影响。结果表明：在C18色谱柱上，以乙腈/水=45/55（V/V）为流动相， HMX/TATB混合炸药中HMX和TATB分离良好，分析时间仅6.5 min；16.0 mg HMX/TATB混合炸药溶解在250 mL DMSO中，超声辅助溶解1.0 h，室温静置溶解4.0 h可以使HMX和TATB溶解萃取完全，重复性测试结果的相对标准偏差分别为0.99%，0.55%；HMX在0.011~0.016 mg·mL^-1，TATB在0.032~0.056 mg·mL^-1的范围内与峰面积呈较好的线性关系，相关系数R²分别为0.9999、1.0000。

摘要:在甲醇/水溶剂中培养了3，5-二硝氨基-1，2，4-三唑肼盐（HDNAT）单晶，利用X射线单晶衍射仪测定了结构；晶体结构解析表明HDNAT属于正交晶系，空间群为P2（1），晶胞参数a=0.35976（12） nm，b=0.9348（3） nm，c=1.1833（4） nm，V=0.393.9（2） nm³，Z=2，D_c=1.91 g·cm^-3，μ=0.170 mm^-1，F（000）=230；采用TG-DTG分析了HDNAT的热性能，其分解峰温为193.17 ℃，分解历程为固相直接分解；设计并制备了含HDNAT的改性双基推进剂（CMDB）配方，测试了爆热、比容、密度、特征速度、比冲等能量特性参数和燃烧性能，实测爆热为6042 kJ·kg^-1、比容为638 L·kg^-1、密度为1.767 g·cm^-3、特征速度为1592.3 m·s^-1；Φ50 mm发动机燃烧性能实测结果表明，在15 MPa压强下工作稳定，比冲可达到250.91 s，燃速较RDX-CMDB推进剂提高18.8%以上，但推进剂的部分压强指数超过0.4以上。

摘要:采用硝酸胍一步反应法制备了三氨基胍硝酸盐（TAGN），通过元素分析、FT-IR、DSC和SEM等分析手段对其结构和性能进行了表征。通过超声波辅助降温结晶法获得了规则短块状TAGN晶体，研究了超声波、晶形修饰剂、降温速率和温控程序等因素对TAGN形貌和粒度的影响规律。结果表明：超声波辅助结晶技术可有效改善TAGN的晶体形貌和控制粒径分布，晶形修饰剂和温控程序对TAGN的形貌、粒径和粒径分布具有显著影响。在超声波（功率750 W，频率20 kHz）作用下，加入0.03%聚乙烯吡咯烷酮（PVP K30），通过设计的温控程序，可获得形貌规则，长径比小、表面光滑无棱角，高致密，粒度分布窄的两种粒度规格高品质TAGN晶体，其摩擦感度分别从20%降低至8%和4%，特性落高分别提高了5.9 cm和3.4 cm，密度从1.571 g·cm^-3分别提高到1.586 g·cm^-3和1.589 g·cm^-3，初始熔点从224.8 ℃分别提高到227.7 ℃和228.2 ℃，晶体产品综合性能明显优于直接合成产品；用该产品装药将显著改善装药工艺性能和提高固含量，从而提升武器性能。

摘要:最低着火温度（minimum ignition temperature， MIT）是判定燃料空气炸药是否发生窜火现象的重要依据。借鉴粉尘最低着火温度的研究方法，以Godbert-Greenwald（G-G）加热炉为主要试验仪器，搭建了气液两相云雾的最低着火温度测试系统，建立云雾瞬态浓度粒度测试装置。选取乙醇为实验试剂，在加热炉中心位置处云雾浓度为7000 g·m^-³、燃料分散压力为0.06~0.10 MPa的实验条件下，测试了乙醇气液两相云雾的粒度分布情况变化规律，并分析讨论了粒度分布情况和云雾流速对最低着火温度的影响。结果表明，液滴直径和云雾流速都是影响最低着火温度的重要因素，但在不同的燃料分散压力情况下表现出不同的重要性。在浓度保持7000 g·m^-³的条件下，随着燃料分散压力从0.06 MPa增大到0.10 MPa，液滴直径由146.58 μm减小到70.97 μm，乙醇的最低着火温度的先从468 ℃降低到464 ℃，再升高到476 ℃，最终保持在475 ℃。当压力小于0.07 MPa时，影响最低着火温度的主要因素是液滴直径，最低着火温度随液滴直径减小而降低。当压力大于0.07 MPa时，影响最低着火温度的主要因素是云雾流速，流速不变，最低着火温度也保持不变。

摘要:为了研究固体火箭发动机水下工作时燃气射流流场及推力特性，在连接船体升降平台上开展了火箭发动机水下工作的实验研究。采用高速摄像系统观察了喷管燃气射流在开阔水域的扩展过程，获得了水下燃气射流形态演化过程；对水下火箭发动机的燃烧室压强及推力进行了测量，对比分析了在10 m、30 m、50 m三种水深条件下不同装药火箭发动机工作的推力特性。实验结果表明，发动机水下点火时，水环境与燃气之间的相互作用改变了燃气射流形貌，气液湍流掺混剧烈。随着水深的增大，燃烧室压力基本不变，发动机工作推力减小，水深从10 m增加到50 m时，三种发动机推力均降低了20%以上，且发动机推力与工作深度呈现非线性关系。在同一水深条件下，当发动机喷喉直径较小时，推力减小量较小；当燃烧室压强较小时，推力减小量较小。

摘要:电控固体推进剂（Electrically Controlled Solid Propellants, ECSPs）具有通电燃烧、断电熄灭，燃速实时可调的特性，在微小型及大型固体火箭发动机领域中都具有良好的应用前景。总结了近年来国内外ECSPs的制备方法，主要为溶胀法、熔融混合法、室温法、冷冻-解冻法和3D打印法，综述了ECSPs热稳定性、电阻特性、点火及燃烧特性、老化特性及电弧烧蚀与羽流特性等研究进展，指出具有低毒、高比冲、高可控性的硝酸羟胺基电控固体推进剂及具有高熄火压强阈值的高氯酸盐基电控固体推进剂是目前研究重点，提出未来ECSPs的研究方向在于加强和完善ECSPs性能研究、开发ECSPs点火及燃烧性能测试装置和规范测试方法、提高ECSPs燃速特性以及深入研究ECSPs点火及燃烧机理，建立点火和燃烧模型等。

摘要:硝酸羟胺（HAN）基推进剂具有能量高、安全钝感和燃烧产物绿色无毒等优点，在推进系统连续启动和推力调节等操作方面具有一定优势。综述了HAN基液体推进剂、HAN基凝胶推进剂和HAN基固体推进剂的配方组成、分解特性、点火燃烧性能及相关的应用技术状况。提出了今后的研究重点：制备HAN基液体推进剂用高性能催化剂床，同时发展电点火为可靠点火方式；改善HAN基凝胶推进剂点火性能，加快工程化应用；探究HAN基固体推进剂燃熄可控机理，突破大规模推进系统应用瓶颈。

摘要:21世纪以来，颠覆性创新技术取得了快速发展并已渗透到许多领域，成为推动科技发展和军事变革的重要力量，也将对含能材料的发展产生深刻影响。为认识颠覆性技术对含能材料发展的影响，简介了颠覆性技术的内涵及作用，重点阐述了含能材料领域目前发展迅速的超高能化技术、纳米技术、增材制造技术和材料基因组技术等颠覆性技术，以及这些技术将对含能材料的创新发展提供的新机遇和挑战。指出未来含能材料领域的颠覆性技术将重点朝着金属氢的制备与应用、含能墨水的设计与3D打印成型、含能材料基因数据库的建立及三要素融合几个方向发展。

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