摘要:为了探索新型活性金属配合物燃料，以氰基硼氢根（CBH^-）为阴离子、过渡金属Cu（Ⅱ）为中心离子，1-甲基咪唑（1-MIM）、2-甲基咪唑（2-MIM）、4-甲基咪唑（4-MIM）为配体，制备出3种新型活性金属配合物，通过红外光谱和X射线单晶衍射对其结构进行了准确的表征，结构式分别为［Cu（1-MIM）₄］（CBH）₂、［Cu（2-MIM）₄］（CBH）₂、［Cu（4-MIM）₄］（CBH）₂。对3种新型金属配合物的热分解性、能量密度和机械感度进行了测试。基于NASA-CEA计算了3种新型金属配合物与90% H₂O₂氧化剂组合的理论比冲，并利用高速摄影研究了3种组合的自燃点火性能。结果表明：3种金属配合物均具有较高的能量密度（26.5~27.3 kJ·g^-1），较低的摩擦感度（>360 N）和撞击感度（>40 J）；3种配合物与90% H₂O₂在常温下接触后均可发生自燃反应，点火活性顺序为［Cu（2-MIM）₄］（CBH）₂ < ［Cu（4-MIM）₄］（CBH）₂ < ［Cu（1-MIM）₄］（CBH）₂，其中［Cu（1-MIM）₄］（CBH）₂的点火延迟时间最短为43 ms，表明配体中甲基取代位置改变配位构型与分子间氢键网络，调控过氧化氢渗透效率，影响配合物和90% H₂O₂的自燃响应速度和自燃点火性能。

摘要:4，4""，5，5""-四硝基-2，2""-联咪唑（TNBI）作为一种综合性能优异的含能材料，展现出良好的应用潜力，但其显著的吸湿性缺陷限制了实际应用，根本原因在于其分子结构中的酸性氢极易与水形成氢键网络。为优化该问题，本研究利用钝感炸药3-氨基-4-（4，5-二氨基-1，2，4-三唑-3-基）-呋咱（TATF）取代了TNBI与水分子间的氢键网络，形成TNBI-TATF含能离子盐，并通过吸湿性实验、核磁共振、傅里叶红外光谱、TGA-DSC同步热分析仪和单晶衍射仪对新化合物的结构和性能进行了表征。结果显示TNBI^2-与TATF⁺形成大量密集且方向性强的氢键网络，引导晶体形成层状堆积，从而通过“滑移”机制缓冲吸收外部机械冲击，降低机械感度，这使得TNBI-TATF兼具了良好的爆轰性能与安定性。

摘要:以3，5-二氯苯甲醚为起始原料，经混酸硝化得到2，4，6-三硝基-3，5-二氯苯甲醚，再与4-氨基吡唑反应合成3-氯-5-甲氧基-2，4，6-三硝基-N-（1H-吡唑-4-基）苯胺（1），化合物1经发烟硝酸硝化、氨水胺化后成功得到N-（3，5-二氨基-2，4，6-三硝基苯基）-3，5-二硝基-1H-吡唑-4-胺（4）。利用傅里叶红外光谱、核磁共振、元素分析和X-射线单晶衍射对目标化合物进行结构表征。使用EXPLO5软件计算爆轰性能，利用TG-DSC同步热分析仪和撞击/摩擦感度仪分别测试热分解温度和机械感度。结果表明，化合物4晶体属于单斜晶系，P2₁空间群，晶胞参数为a=6.2175（2） Å，b=9.2348（4） Å，c=12.5837（5） Å，密度达到1.91 g·cm^-3（170 K）。理论爆速爆压分别为8576 m·s^-1和32.1 GPa，热分解温度达到217 ℃，撞击感度和摩擦感度分别为15 J和160 N，展现出良好的爆轰性能和热稳定性。

摘要:3，4-二硝基吡唑（DNP）熔点适中、密度高、爆轰性能优异，是一种极具应用潜力的新型熔铸载体炸药。但在高温高湿环境下，DNP有一定吸湿性，可能会对装药工艺和产品性能产生不良影响。本文采用干燥器平衡法考察了DNP粉末的吸湿性，以及后处理方式、温度、湿度和粒径对吸湿性的影响，进一步研究了吸湿对DNP粉末热分解性能的影响，并采用量子化学方法预测了关键吸湿位点。结果表明：后处理方式对DNP的吸湿性影响最大，其中苯重结晶DNP产品吸湿性最小，温度、湿度对DNP影响次之，DNP吸湿性随着温度、湿度的升高而增加，粒径对吸湿性影响较小。当环境温度低于30 ℃时DNP的临界相对湿度大于84%，40 ℃时DNP的临界相对湿度为75%，苯重结晶DNP的平衡含水量低于0.31 %，无明显团聚、结块等现象，且DNP的熔点和热分解温度均无明显变化，表明通过不同后处理方式可以降低DNP粉末的吸湿性，通过环境温度湿度的控制可以有效预防DNP的吸湿性问题。采用量子化学方法预测了吡唑环上—NH基团的“H”是DNP的关键吸湿位点。

摘要:为了解决传统非含能氟聚合物涂层在提升微米铝粉燃烧性能时降低体系整体能量密度的问题，同时实现点火性能改善与疏水性能增强，本研究采用新型含能含氟化合物1，4-二硝基-5，5-双（三氟甲基）六氢咪唑并［4，5-d］咪唑-2（1H）-酮（DNG），以γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）硅烷偶联剂为桥联剂，通过Mannich反应将其化学接枝于微米铝粉表面，制备了一系列Al@KH550@DNG复合颗粒，并采用XRD、FT-IR、XPS、SEM、TG-DSC、激光点火高速摄像以及接触角测量等方法，对复合颗粒的晶体结构、表面化学组成、微观形貌、热分解行为、点火燃烧性能及疏水性能进行了系统研究。结果表明，DNG通过C–N共价键在铝粉表面形成了稳定均匀的分子层。当DNG质量分数为10%时，复合材料的放热焓由原始铝粉的5891.14 J·g^-1显著提升至14835.28 J·g^-1，增幅达152 %；点火延迟时间从220 ms缩短至44.5 ms，燃烧持续时间从457.5 ms延长至955.5 ms；水接触角从56.7°增大至133.0°，疏水性能显著改善。该研究通过含能含氟化合物与铝粉的界面化学接枝策略，在维持体系高能量密度的同时，有效提升了铝粉的能量释放速率、点火燃烧特性和抗湿氧化能力，为高性能固体推进剂用铝基燃料的开发提供了一种创新技术途径。

摘要:针对传统机械混合法制备的B/KNO₃点火药存在组分分布不均、发火性能散差大等问题，采用微流控技术实现了B/KNO₃点火药的原位制备。通过FLUENT软件开展数值模拟优化液滴生成条件，确定连续相和分散相最优流速比为10∶1，在此工艺下，以无水乙醇为连续相，以含硼粉（B）、酚醛树脂（PF）和氧化石墨烯/Fe₂O₃的KNO₃水溶液为分散相，借助微流控技术实现了KNO₃的原位重结晶以及氧化石墨烯（GO）、Fe₂O₃的原位掺杂。采用SEM、EDS、BET、FTIR、TG-DSC等手段对B/KNO₃点火药进行结构与热性能表征，结合Kissinger法计算热分解动力学参数，并通过平行燃烧试验验证燃烧时间一致性。结果表明：微流控制备的B/KNO₃点火药组分分布均匀，粒径更小，比表面积较机械混合样品提升104.5%，平均燃烧速度较机械混合样品从80.67 ms减少到64.33 ms，提升20.2%；氧化石墨烯的导热性与Fe₂O₃的催化作用形成的协同效应可显著降低体系的反应活化能、主分解起始温度与放热峰值温度，进一步加快燃烧速度，0.8%氧化石墨烯、2% Fe₂O₃为最优添加量，体系平均燃烧时长缩短至50.33 ms。

摘要:针对Ⅳ型六硝基茋（HNS）晶体形貌不规则、力学性能差等问题，采用微流控技术制备HNS/F₂₆₀₄微球，结合巴西实验与有限元模拟，系统研究其力学性能与增强机理。结果表明：分散相流速0.05 mL·min^-1、连续相流速2.0 mL·min^-1（流速比1∶40）、收集温度60 ℃时，可获得球形度良好、表面光滑的HNS/F₂₆₀₄微球。该微球保持HNS原有晶型，热分解峰温较HNS提前4.6 ℃。巴西实验显示，HNS药柱峰值载荷0.0065 kN，呈脆性断裂特征；HNS/F₂₆₀₄微球药柱峰值载荷提升至0.072 kN，峰后曲线呈多阶段衰减，反映韧性转变。有限元仿真得到的裂纹扩展形貌与试验断口特征具备较高一致性。微流控制备的HNS/F₂₆₀₄复合微球表现出显著的增韧效果。

摘要:针对传统金属燃料难以兼顾高能与高释能的技术瓶颈，采用扫描电子显微镜/能量色散谱仪、X射线衍射仪、平焰燃烧器、氧弹量热仪和热重/差热热分析研究了AlTiV合金粉的微观结构组成、燃烧过程与能量性能，并采用绝热法验证了其端羟基聚丁二烯（HTPB）推进剂的爆热性能。结果表明，AlTiV合金粉为高球形度体心立方固溶体结构，燃烧过程包含点火、自持燃烧、微爆炸和分散燃烧四个阶段；钛含量增加会缩短点火延迟与微爆炸时间、提高微爆炸强度，钒元素氧化物可破坏氧化层促进铝蒸汽气相燃烧。其中Al₃₀Ti₂₅V₄₅（ATV30）合金粉燃烧效率达97.35%，体积热值为86590 J·cm^-3，600 ℃开始快速氧化，氧化效率97.62%。当ATV30以1/4比例替代铝粉应用于HTPB推进剂时，推进剂体积爆热提升2.3%。本研究证实AlTiV合金粉可通过微爆炸与气相燃烧协同作用提升推进剂爆热性能，为新型金属燃料在固体推进剂中的应用提供了理论依据与实验支撑。

摘要:为了揭示薄膜厚度及有/无加速膛工况对激光薄膜点火性能的影响规律及作用机理，采用光电探测器、高速摄影、光谱仪、纹影系统研究了B/KNO₃/PF药剂在不同薄膜厚度和不同加速膛厚度下的激光点火感度、点火延迟时间、激光烧蚀薄膜等离子体特性、激光等离子体冲击波和薄膜粒子运动特性。结果表明，204 nm厚的Ti/Al-1薄膜对激光点火过程有促进作用，使激光点火能量密度阈值从无薄膜介质时的3.94 J·cm^-2降低到了3.67 J·cm^-2，488 nm厚的Ti/Al-2和874nm厚的Ti/Al-3则使点火能量密度阈值升高，对应的激光点火能量密度阈值分别为4.23 J·cm^-2、4.85 J·cm^-2。激光点火延迟时间按Ti/Al-1、无薄膜介质、Ti/Al-2、Ti/Al-3的顺序递增，与激光点火能量密度阈值的规律相同。随着薄膜厚度的增加，激光烧蚀薄膜等离子体电子温度及电子密度均下降。在薄膜与药剂间置入厚度0.1 mm、内径0.6 mm的加速膛结构后，药剂激光点火感度无显著变化。3种薄膜体系最短点火延迟时间较无加速膛工况分别缩短0.21 ms、1.64 ms、2.67 ms，优化后延迟时间依次为1.6 ms、1.0 ms、1.3 ms。薄膜介质厚度与加速膛厚度之间存在最佳匹配条件，Ti/Al-2、Ti/Al-3分别与0.1 mm、0.2 mm厚加速膛配合时可以获得最佳的点火效果。

摘要:针对分光光度法和滴定法在分析含能材料生产废水中硝酸羟胺含量存在的灵敏度低、选择性差等问题，开发了一种基于气相色谱-串联质谱（GC-MS）的高灵敏度分析方法，用于测定水体中痕量硝酸羟胺。通过丙酮衍生化，硝酸羟胺与丙酮反应生成易于气相色谱测试的丙酮肟，并优化衍生化条件及GC-MS参数，以N，N-二甲基亚硝胺（NDMA）为内标进行定量分析。实验结果表明，硝酸羟胺在线性范围内线性关系良好（R²>0.999），检出限为0.015 mg·L^-1，加标回收率为95%~108%，相对标准偏差为3.6%~5.7%。本方法成功应用于工业废水的分析，具有操作简便、灵敏度高、抗干扰能力强等优点，为环境水体中硝酸羟胺的监测提供了一种高效、准确的分析手段。

摘要:为了解决超声波在固体推进剂中传播时存在衰减大、散射强，现有超声换能器无法检测出其内部全部缺陷的问题，提出了一种超声叠片换能器的无损检测研究方法。在国内外学者研究的基础上，本研究提出利用叠片换能器具有较高的发射能量的特性来解决超声波在固体火箭推进剂中传播时存在的衰减和散射问题，设计了一种1 MHz四叠片的超声换能器，该换能器通过晶片堆叠将平面声场转化为柱面声场，以获取更丰富的回波信息，提高缺陷的分辨力；并在超声叠片换能器声场仿真的基础上，研制了1 MHz四叠片超声换能器，通过实验与同规格国内外换能器对比，增益提高了20 dB。最后搭建了固体火箭推进剂超声自动检测系统，实现了固体火箭推进剂的在线检测。结果表明，所研制的检测设备能够准确检测出Φ1.2 mm×5 mm（深）的最小人工盲孔及自然夹杂缺陷，完成了对固体火箭推进剂内、外部缺陷的定性定量无损检测。

摘要:基于连续太赫兹成像技术非接触、穿透性强等特点，研究了一种基于连续太赫兹成像技术的含能材料中金属异物的无损检测方法。开展了0.5~2 cm厚度含能材料覆盖条件下4种金属异物的太赫兹成像实验，构建了含能材料中金属异物太赫兹图像数据集，建立了基于YOLO26-Partial的轻量化金属异物特征识别方法，并提出融合注意力机制与深度残差结构的生成对抗网络EDGAN。实验结果表明：所提出的特征识别算法对4种金属异物识别的平均准确度达99%，在保持较高检测精度下降低了模型复杂度；所提出的图像重建算法在金属异物太赫兹图像重建任务中获得的峰值信噪比（PSNR）与结构相似性指数（SSIM）相比于ESRGAN图像超分辨算法分别平均提升了5.70%和1.36%。构建的方法实现了对含能材料中金属异物的特征识别和图像超分辨重建，并可拓展至含能材料其他相关领域。