摘要:

摘要:为了对高聚物黏结炸药（PBX）在动态冲击载荷下可能产生的损伤进行研究，采用分离式霍普金森杆（SHPB）试验装置获得了PBX炸药材料在不同应变率条件下出现力学损伤的本构曲线，并基于含损伤变量的Z-W-T本构模型对本构曲线进行了分段拟合。然后基于拟合结果、有限元理论、弹塑性力学与ABAQUS/VUMAT语法编写了PBX炸药含损伤材料子程序，并对该子程序进行了有限元验证及有限元工程算例计算。结果表明：有限元验证得到的结果与试验结果吻合良好，相关度在0.95以上；破片侵彻算例计算得到的应力云图与损伤变量云图反映PBX炸药材料在冲击载荷下发生的变化及可能产生损伤的部位；并且损伤云图的演化过程反映了PBX炸药材料损伤演化与应变率效应的相关性。

摘要:纳米铝热剂是一类应用广泛的含能复合材料，系统研究其界面结构与性能的关系，对制备性能更优的新型铝热剂有重要指导意义。采用周期性密度泛函理论方法研究了Fe₂O₃（104）和Fe₂O₃（110）表面的结构、表面能以及由它们与Al（111）表面构成的Al/Fe₂O₃界面（AFS1、AFS2、AFS3、AFS4和AFS5）的结构、黏附功和键合特征。结果表明，Fe₂O₃（104）和Fe₂O₃（110）的O原子暴露表面更稳定，它们与Al（111）构成的界面AFS1和AFS5在所研究的5种界面中也最稳定，分别具有最大的黏附功（3.92 J·m^-2和3.02 J·m^-2），且AFS1比AFS5更稳定。在这两种最稳定的界面中，Al原子都是堆积在Fe₂O₃表面O原子的顶位，界面键合主要是通过Al-O离子键作用。

摘要:叠层复合装药是由两种或两种以上装药通过叠加的方式复合而成，可以通过装药结构设计调控其安全性和能量输出特性。为研究叠层复合装药的殉爆安全性，选取典型高能炸药与钝感炸药组合的叠层复合装药为研究对象，通过数值模拟和殉爆试验研究装药结构对临界殉爆距离的影响规律。结果表明，相比于单一高能炸药PBX-1，复合装药临界殉爆距离可减小53.3%（由7.5 mm减小至3.5 mm），能量降低22.9%；复合装药中钝感炸药厚度必须要达到特定阈值（3 mm）以上才能明显降低复合装药临界殉爆距离；随着钝感炸药占比增大，复合装药临界殉爆距离趋近于单一钝感炸药PBX-2的临界殉爆距离。

摘要:为探究聚四氟乙烯（PTFE）的温度引发相变特性对铝-聚四氟乙烯（Al-PTFE）反应材料断裂韧性的影响，通过开展准静态拉伸实验和断裂韧性实验，使用ASTM E1820单试样法中的归一化数据简化技术，对Al-PTFE的弹塑性断裂韧性进行J积分分析，结合试样断面微观形貌分析，明确了温度对Al-PTFE断裂韧性的影响。结果表明：随着温度的升高，Al-PTFE反应材料强度降低，断裂韧性增大，屈服强度和断裂韧性在跨越相变温度后呈现明显的突跃变化，裂纹扩展模式由脆性断裂转变为延性断裂。当PTFE处于结晶相Ⅱ状态时，能够拉伸形成的PTFE纤丝较少，而当温度升高，PTFE晶相向Ⅳ和Ⅰ状态转变时，稳定成形的PTFE纤丝能够通过局部塑性变形有效耗散外部能量，并依托缠绕桥接使裂纹尖端发生钝化，阻止裂纹扩展，从而提高材料断裂韧性。

摘要:以五唑钠盐为原料，与3，5-二氨基-4-硝基吡唑盐酸盐进行复分解反应合成了一种新型五唑非金属盐——3，5-二氨基-4-硝基吡唑五唑盐（3），并采用核磁共振（NMR）、X-射线单晶衍射分析（XRD）、傅里叶红外光谱（IR）和元素分析（EA）等分析手段对化合物3进行结构表征；利用差示扫描量热（DSC）和热重（TG）方法研究了化合物3的热分解过程，其初始分解温度为119.5 ℃，优于DABTT₂⁺（N₅^-）₂、GU⁺N₅^-和AG⁺N₅^-等大部分的五唑非金属盐，并采用Kissinger和Ozawa方法计算其表观活化能；基于实测密度（1.71 g·cm^-3）和计算生成焓（503.3 kJ·mol^-1），采用Explo5 V6.05.02软件计算化合物3的爆速和爆压分别为8483 m·s^-1和26.4 GPa；采用BAM法测得化合物3的撞击感度和摩擦感度分别为10 J和216 N。

摘要:为了改善熔铸炸药载体3，4-二硝基呋咱基氧化呋咱（DNTF）感度高、熔点高的问题，使用高能钝感炸药1-甲基-2，4-二硝基咪唑（2，4-MDNI）制备了2，4-MDNI/DNTF低共熔物体系。通过差示扫描量热法（DSC）研究了不同比例2，4-MDNI/DNTF的熔融及液化过程，建立了T-x相图；研究了不同升温速率下2，4-MDNI、DNTF及2，4-MDNI/DNTF低共熔物的熔融和分解过程，分别使用Flynn-wall-ozawa方法、Doyle方法和Kissinger方法计算了2，4-MDNI、DNTF及其低共熔物的热反应动力学参数；对三种物质进行了XRD和SEM分析；通过感度测试研究了2，4-MDNI对DNTF的降感作用；使用EXPLO-5软件，计算了2，4-MDNI/DNTF低共熔物的爆轰性能。结果表明：2，4-MDNI/DNTF最低共熔物的物质的量组成为51：49，平均熔点为92.7 ℃；随着升温速率的升高，熔融及分解反应都将延迟，低共熔物热分解反应的活化能E_a、指前因子A分别为 146.0 kJ·mol^-1和4.09×10¹³；XRD测试中，2，4-MDNI/PETN低共熔物在2θ=18.60°处产生新的衍射峰；且其凝固表面微观形貌比DNTF明显改善。2，4-MDNI的撞击和摩擦感度均为0%，低共熔物的撞击和摩擦感度分别为64%和52%；2，4-MDNI/DNTF低共熔物的理论密度1.844 g·cm^-3，计算爆速为8705 m·s^-1。2，4-MDNI与DNTF制备成低共熔物后熔点理想，热稳定性良好，同时可以显著降低DNTF的感度而又保持其较高能量水平。

摘要:以3，4-二氨基呋咱和草酸为原料经酰胺缩合反应一步法直接合成了［1，2，5］噁二唑［3，4-b］吡嗪-5，6-（1H，3H）-二酮（1），并进一步与碱反应合成了该化合物的离子盐2~5。通过红外、核磁共振氢谱和碳谱对化合物1~5进行了结构表征；并通过X-射线单晶衍射对化合物1和5的单晶结构进一步表征；利用差示扫描量热法（DSC）研究了化合物1~5的热行为，化合物1~5的热分解温度在210.5~313.5 ℃之间；采用Gaussian 09程序和Explo 5（v. 6.01）评估了化合物1~5的爆轰性能，计算爆速在7327~8555 m·s^-1之间，爆压在20.5~30.6 GPa范围内；利用BAM感度测试仪进行感度测试，化合物1的撞击感度为27 J，摩擦感度为280 N，其胺盐、肼盐、羟胺盐的撞击感度均大于40 J，摩擦感度均为360 N，钠盐的撞击感度为7 J，摩擦感度为120 N。其中肼盐和羟胺盐有望作为新型的高能低感含能材料。

摘要:为了提升乳化炸药的耐低温性能，向乳化炸药水相中加入不同含量的二甲基亚砜（DMSO）。利用析晶率实验、扫描电镜（SEM）观察和猛度实验，研究冷冻后（-2 0℃）乳化炸药的稳定性及爆轰性能，并结合热重-微商热重（TG-DTG）技术研究乳胶基质的热分解特性。实验结果表明，在-20 ℃冷冻条件下，与未添加DMSO的乳胶基质相比，加入1.5%（质量分数）的DMSO能使乳胶基质达到最大析晶率时间由24 d推迟到51 d；冷冻12 d后，含DMSO的乳胶基质其乳胶粒子分布更加均匀，DMSO含量为1.5%的乳化炸药较未添加DMSO的乳化炸药猛度增加29.9%；DMSO的加入对于乳胶基质热分解过程没有明显影响，但会降低其表观活化能，当DMSO含量为1.5%时乳胶基质表观活化能降低约18.5%。

摘要:利用反应量热仪（RC1），测定了以2-（二硝基亚甲基）-5，5-二硝基-2H-嘧啶-4，6-二酮（TNMPO）为原料，经水解反应制备FOX-7工艺的热流曲线，对水解反应的工艺热危险性进行了分析，采用定温实验，利用n级反应动力学方程对不同温度下的水解反应速率进行了拟合，进而获得了水解反应的表观反应动力学参数。结果显示，20 ℃条件下，TNMPO水解制备FOX-7反应的摩尔生成焓为-46.563 kJ∙mol^-1，绝热温升为9.1 K。若水解反应发生失控，反应体系可到达的最高温度（MTSR）为29.1 ℃。对2-（二硝基亚甲基）-5，5-二硝基-2H-嘧啶-4，6-二酮（TNMPO）的反应级数为0.9317，表观活化能E_a为73.2 kJ∙mol^-1，指前因子A为5.03×10⁹ s^-1。

摘要:为了探究3，5-二甲基-4-羟基苯基五唑的热分解行为，采用紫外-可见光吸收光谱结合量子化学计算，对3，5-二甲基-4-羟基苯基五唑（HMPP）随温度升高的热分解过程进行了追踪，并通过差示扫描量热仪测试了HMPP的热稳定性。结果表明：HMPP的初始分解温度为-14 ℃，其在紫外-可见光区域由五唑环所产生的特征吸收峰在284 nm处，3，5-二甲基-4-羟基苯基叠氮（HMPA）上的叠氮基所产生的特征吸收峰在258 nm处；随着温度的升高，整个体系在284 nm处的吸收峰逐渐降低。为了探究HMPP紫外可见光吸收光谱变化的具体原因，采用柱层析的方式分离HMPP的分解产物，利用核磁共振氢谱和X射线单晶衍射的方式对HMPP的分解产物进行了结构表征，确定了HMPP的主要分解产物为2，6-二甲基对苯醌和4-（（4-羟基-3，5-二甲基苯基）氨基）-2，6-二甲基环己-2，5-二烯-1-酮；并确定了在HMPP热分解结束后，整个体系的紫外-可见光吸收是由化合物4和5的紫外-可见光吸收叠加导致。

摘要:亚稳态分子间复合物（Metastable Intermolecular Composites， MICs）具有超高的反应速率、高体积能量密度、微米级的临界反应传播尺寸等优点，在微型含能器件和火箭推进剂等领域展现出广阔的应用前景。纳米Al/CuO含能复合薄膜是当前亚稳态分子间复合物领域的研究热点之一，其利用气相沉积方法进行制备，与含能微机电系统（Microelectromechanical Systems， MEMS）的微细加工工艺兼容，在集成化含能器件方面具有极大的应用前景。本文综述了纳米Al/CuO含能复合薄膜的制备、热性能、燃烧性能、反应动力学以及过渡层对其反应性的影响、含能器件（点火器）及其应用技术方面的研究，并对纳米Al/CuO含能复合薄膜的发展方向进行了展望。

摘要:含能配位化合物（Energy Coordination Compound， ECC）具有不同金属元素与配体之间配位方式多样化的特点，预期可获得性能可调控的含能材料，因此成为近十几年来的研究热点之一。本文综述了不同配体组装ECC的方式和类型，ECC及其功能材料在作为起爆药、推进剂催化剂、铝热剂的可燃剂和氧化剂、烟火着色剂方面的应用。结果表明，不同的金属离子与富氮配体配位后形成的含能配合物在作为新型含能材料领域确实表现出巨大潜力，而且改变配体类型和个数能满足能量、感度等性能方面的要求。本文总结ECC合成规律并对未来如何在提升能量特性以及扩大应用方面进行了展望。