摘要:为探索兼具良好耐热性能和安全性能的新型含能材料，以1-氯-2，4，6-三硝基-3，5-二氨基苯和4H，8H-双呋咱并吡嗪为原料，经取代反应合成了4，8-二（2，4，6-三硝基-3，5-二氨基苯基）双呋咱并吡嗪（NADFP）。采用核磁共振（氢谱、碳谱）、红外光谱、元素分析等测试方法对化合物结构进行了表征。通过溶剂挥发法培养获得NADFP与N，N′-二甲基甲酰胺（DMF）溶剂合物的单晶NADFP·DMF，利用X-射线单晶衍射法进行解析。结果表明，NADFP·DMF属单斜晶系，P2₁/c空间群，a=7.854（3） Å，b=18.466（6） Å， c=11.093（3） Å，ρ=1.640 g·cm^-3。使用Hirshfeld表面分析法计算了分子内/分子间作用力，显示氢键占比高达53.5%。采用差示扫描量热法（DSC）和热失重法（TG/DTG）研究了NADFP的热分解性能，结果显示热分解峰温为337.2 ℃和368.8 ℃。研究了NADFP的理论爆轰性能和机械感度，密度为1.81 g·cm^-3，固相生成热827.1 kJ·mol^-1，理论爆速7968 m·s^-1，理论爆压27.5 GPa，撞击感度大于40 J，摩擦感度大于360 N。其综合性能显著优于常用耐热炸药六硝基茋。

摘要:为了简便合成五唑钠，采用环化/C—N切断“一锅法”合成了五唑钠，并对其合成方法和条件进行了研究。采用红外、核磁、质谱或离子色谱等对氯化重氮盐4a、四氟硼酸重氮盐4b及五唑钠进行了表征分析。结果表明：采用环化/C—N切断“一锅法”可简便地合成五唑钠；以氯化重氮盐4a合成五唑钠的适宜反应条件为：NaHCO₃与2，6-二甲基-4-氨基苯酚（1）的摩尔比为0.6∶1，环化温度-45 ℃，环化时间2 h，C—N切断反应温度-35 ℃，C—N切断反应时间24 h，m-CPBA与化合物4a的摩尔比为3∶1；以四氟硼酸重氮盐4b合成五唑钠的适宜反应条件为：NaHCO₃与化合物4b的摩尔比为0.3∶1，环化温度-45 ℃，环化时间7 h，C—N切断反应温度-35 ℃，C—N切断反应时间24 h，m-CPBA与化合物4b的摩尔比为4∶1；采用乙醇提取法可简便分离得到五唑钠，纯度达98.87%（面积归一法）。

摘要:为了获得形状规则、流散性好和粒径均一的球形化造型粉，采用液滴微流控技术，研究了不同黏结剂对2，2′，4，4′，6，6′-六硝基二苯基乙烯（HNS）复合微球性能的影响。分别选取氟橡胶（F₂₆₀₄）、硝化棉（NC）和聚叠氮缩水甘油醚（GAP）对亚微米HNS进行球形化造粒制备，成功制备出亚微米级HNS/F₂₆₀₄（95/5）、HNS/NC（95/5）和HNS/GAP（95/5）复合微球。通过扫描电镜、X射线衍射仪、比表面积、热分析仪、真密度测试仪和机械感度测试仪等对微球进行测试和表征。结果表明：3种黏结剂均能制得球形度高、单分散性好、粒径分布窄的HNS复合微球，平均圆形度分别为0.934，0.915，0.925，D₅₀分别为45.39，58.68，45.43 μm（跨度均小于0.55），热分解峰温分别为354.44，349.53，339.37 ℃。球形化过程使微球真密度分别增加到1.9408，1.9383，1.9204 g∙cm^-3，有效提高了HNS装药性能。微球堆积形成的锥角分别为27°，24.3°，24°，流散性好。与亚微米HNS相比，3种微球撞击感度分别提高了5.5，4，3.5 J，摩擦感度分别提高了52，36，4 N，安全性更好。

摘要:采用静电喷雾方法制备了2，4，6-三硝基-3-溴苯甲醚（TNBA）与1，3，3-三硝基氮杂环丁烷（TNAZ）不同质量比的低共熔物。根据低共熔物的差示扫描量热（DSC）曲线绘制了二元温度-组成（T-X）、熔融焓-组成（H-X）相图，从而得到最低共熔物的质量比。采用扫描电镜（SEM）、能量色散光谱（EDS）、高效液相色谱（HPLC）、X射线粉末衍射（XRD）、红外光谱（IR）、X射线光电子能谱（XPS）、DSC和热重-质谱联用（TG-MS）等方法对最低共熔物形貌、组分含量、元素分布、晶体结构和热分解性质进行了研究，并对最低共熔物的机械感度、热感度和爆轰性能进行了测试和理论计算。结果表明：TNBA/TNAZ最低共熔物的最佳质量比为60.95∶39.05；其微观形貌无尖锐棱角，组分比例与静电喷雾前一致，表面元素分布均匀，晶体结构与原料基本一致；最低共熔温度为350.18 K，相比原料TNBA、TNAZ降低了22.72 K和24.82 K；热分解反应速率常数为0.33 s^-1，活化焓为60.10 kJ∙mol^-1，活化能为64.44 kJ∙mol^-1，活化吉布斯自由能为135.21 kJ∙mol^-1，活化熵为-143.78 J∙（mol∙K）^-1；最低共熔物的撞击感度（H₅₀）为42 cm，摩擦感度（FS）为20%，5 s爆发点温度为558 K；爆轰性能（氧平衡-34.83%，爆热5101.78 kJ∙kg^-1，爆速7598.37 m∙s^-1）介于原料TNBA与TNAZ之间，理论爆轰产物主要为N₂、C（d）、CO、CO₂及H₂O。

摘要:六硝基六氮杂异伍兹烷（CL‍-20）的晶型转变与控制技术是含能材料领域的热点，也是其应用推广时必须解决的关键问题。为了更加深入掌握不同晶体特性ε‍-CL‍-20的晶型转变规律与机制，采用原位X射线粉末衍射仪技术，对其热晶变行为及等温晶变动力学进行研究，探讨了晶体表面及内部缺陷对CL‍-20的ε→γ热晶变行为的影响，计算了不同晶体特性ε‍-CL‍-20的等温晶变动力学并获得了相关参数。结果表明，温度是影响ε‍-CL‍-20热晶变的主导因素，对于几十到几百微米的ε‍-CL‍-20，随着晶体内部及表面缺陷的增多，热晶变起始温度降低、热晶变速率增大。与粒径100 μm的ε‍-CL‍-20晶体相比，超细ε‍-CL‍-20（0.5~1 μm）的热晶变起始温度更高，热晶变速率也较快，并从晶体缺陷的两面性解释了超细ε‍-CL‍-20的异常热晶变行为。CL‍-20在热刺激作用下发生ε→γ晶变时，晶体的表面缺陷及内部缺陷作为相变过程的薄弱环节对其有诱导作用，γ晶型在ε‍-CL‍-20晶体上成核势垒较低的空位、杂质或位错等缺陷处优先成核，随后在这些位置逐渐长大。

摘要:低敏感发射药的研究对于提高武器系统的生存能力和安全性能有重要的意义。以硝化棉（NC）和低感聚叠氮缩水甘油醚（GAP）为黏结剂、低感N-丁基硝氧乙基酰胺（Bu-NENA）为含能增塑剂、黑索今（RDX）为高能填料，石墨为导热助剂，制备了一种发射药（IM发射药）。对其理化、燃烧、力学和感度性能进行研究，通过慢速烤燃、快速烤燃、子弹撞击、破片撞击以及殉爆试验对该IM发射药的不敏感性能进行评估。结果表明，该IM发射药在定容燃烧下燃烧过程稳定，实测火药力为1050 kJ·kg^-1，理论爆温为2677 K；-40 ℃下抗冲击强度和抗压强度分别为8.2 kJ·m^-2和131.5 MPa；与太根发射药的感度相比（H₅₀=16.33 cm，P=100%，V₅₀=2.02 kV），IM发射药的撞击（H₅₀=62.62 cm）、摩擦（P=28%）和静电感度（V₅₀=1.95 kV）有明显降低；IM发射药在慢速烤燃、快速烤燃、子弹撞击、破片撞击以及殉爆试验中均未发生爆燃或爆炸，只发生燃烧反应，具有良好的不敏感性。

摘要:为了研究包覆结构对高聚物粘结炸药（PBX）动态损伤的影响，基于非局域近场动力学理论（Peridynamics， PD），结合Voronoi方法构建了含单层或双层包覆结构的高聚物粘结炸药（Polymer bonded explosive， PBX）的PD计算模型，模拟了不同加载条件下PBX的损伤响应。模拟结果显示，采用粘接剂1包覆时，相比于单层包覆而言，当加载速度分别为20，40 m·s^-1和60 m·s^-1时，双层包覆结构使HMX晶粒的损伤分别降低了42.8%、87.2%和46.8%，明显降低了PBX中HMX晶粒的损伤。HMX晶粒采用单层包覆结构时，损伤模式主要表现为穿晶损伤，采用双层包覆结构时，损伤模式转变为沿晶损伤。研究还得到了双层包覆结构下不同包覆材料对HMX损伤影响的定量结果，并据此得到了不同包覆结构的性能排序。同时发现包覆结构能够影响HMX晶粒内应力状态，从而影响HMX损伤程度。

摘要:采用干混法和溶剂-非溶剂重结晶法分别制备了1，1′-二羟基-5，5′-联四唑二羟胺盐（HATO）和高氯酸铵（AP）的混合物和复合物，通过扫描电子显微镜（SEM）和国军标方法分析了HATO、AP、HATO+AP混合物以及HATO-AP复合物的微观形貌和机械感度，并试验对比了它们的点火和燃烧压力特性，结合热重-质谱（TG-MS）分析结果讨论了HATO-AP复合物的反应特性。结果表明，HATO-AP复合物中可能存在HATO和AP共晶、混晶或者相互包覆的情况，使其机械感度相比HATO+AP混合物大幅降低。HATO的燃烧压力峰值和压力上升速率均远高于AP，而HATO-AP复合物能够消除AP的不利影响，使其燃烧压力峰值比HATO提高17.3%。由于HATO-AP复合物实现了2种材料在更小的微观尺度上良好接触，复合物中HATO与AP两分子趋向于直接反应，反应过程中N元素可能直接通过反应生成NH₃、HCN、NO或者其它NO_x，而反应过程不再有N₂生成，复合物反应历程的改变可能导致其具有不同的燃烧压力特性。

摘要:氧化呋咱是蕴含“潜硝基”片段的富氮芳环结构，其骨架致密性与突出的生成焓水平使其成为含能材料等领域的重要分子骨架。特殊的氮氧原子排布显著提升了氧化呋咱互变异构的倾向，而互变异构体的存在降低了氧化呋咱骨架的稳定性同时增加了其合成的难度。本文综述了基于不同策略的氧化呋咱的合成方法研究，以氧化呋咱骨架本身的制备反应机理为重点，分析比较了不同合成方法的优势与不足，并进一步总结了以氧化呋咱合成策略为基础的含能化合物研发进展。鉴于氧化呋咱本身的高致密性、高氧平衡、高生成焓特点，以氧化呋咱结构为基础的含能结构仍将是高能量密度材料研发的重点方向。

摘要:聚叠氮缩水甘油醚（GAP）的燃烧热高、燃烧温度低、热稳定性好、燃气洁净以及与氧化剂相容性好，是传统惰性黏合剂端羟基聚丁二烯（HTPB）的有利替代品之一，在高能推进剂配方中广泛使用，但其分子链中存在大体积极性叠氮侧基，阻碍了分子链的运动，降低了主链的柔韧性，导致其力学性能尤其是低温力学性能较差。化学改性可以较好地调节GAP的性能，引起了国内外含能材料研究者们广泛关注。本文详细阐述了一步法、两步法GAP的合成工艺；论述了各种GAP的化学改性方法，阐明了不同结构与性能的关系，分析了存在的问题和不足，展望了未来开发可控易行、绿色环保的高分子量GAP合成策略、性能研究方法以及在高能热塑性弹性体方面的应用前景。

摘要:微波作为一种清洁能源，因其独特的穿透性可在体积内与含能材料相互作用，安全性高，在含能材料中应用广泛。本文从微波在含能材料测试中的应用、微波辅助合成含能材料、微波激发含能材料以及微波增强推进剂燃烧等进行了总结，指出了微波辅助合成含能材料机理尚不明确、微波敏化炸药中引入的吸波材料较单一、微波增强燃烧只适用于部分推进剂等问题，提出了未来的发展方向：扩充吸波材料种类、通过纳米铝热剂的微波点火来激发非金属含能材料以及实现微波装置的灵巧、便捷性。