摘要:

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摘要:从石墨烯基材料的制备出发，系统综述了其对含能材料的热分解性能、燃烧性能、力学性能和安全性能的影响、以及掺杂石墨烯用于爆炸物检测方面的研究。石墨烯基材料在促进单质含能组分热分解和提升复合含能材料应用性能等方面表现出了较好的应用前景。对石墨烯基材料在含能材料领域中的发展方向和趋势进行了梳理，指出以下几点是今后研究的重点方向：石墨烯及其衍生物负载纳米级金属催化剂的制备及结合方式的探究；在功能化或氧化石墨烯表面接枝含能官能团，制备含能纳米石墨烯基材料；石墨烯基材料提升含能材料性能的作用机理研究。

摘要:微纳米含能材料由于其小尺寸效应、密实效应、高表面能与高表面活性，表现出优异的性能并获得良好的应用效果。基于国内外学者的相关研究工作，综述了当前微纳米含能材料制备所采用的重结晶技术、粉碎技术，以及微纳米含能材料的干燥技术、粒度与形貌表征方法、感度随粒度大小变化机理、应用方向及效果等方面的研究进展。指出微纳米含能材料今后应重点加强基础理论、模拟仿真、应用作用机制及工程化放大与实际应用等方面的研究工作，使微纳米含能材料尽快转入工程化应用，以加快高能固体推进剂、混合炸药、发射药以及火工烟火药剂的发展并提升其性能。

摘要:微结构换能元是微机电系统（Micro Electro-Mechanical Systems,MEMS）火工品的关键器件，其桥区微结构设计对MEMS火工品的输出性能和能量利用率具有显著影响。为完善MEMS火工品微结构换能元设计理论，设计制作了8种不同桥形微结构换能元，采用仿真研究与红外测试等手段进行微结构换能元桥形结构优选与微结构效应研究，获得了V-50和L-1两种优选桥形结构换能元，揭示了不同桥形结构对换能元输出性能的影响规律，其中V-50桥形微结构换能元平均发火电压达到了100 μF/3.5 V，能量利用率为46.6%。

摘要:针对叠氮多孔铜的气固原位合成过程中各参数之间的匹配关系问题，建立了二维稳态气固未反应核数学模型，对叠氮多孔铜原位合成过程中的晶体生长机制和动态过程进行模拟，得到了叠氮多孔铜的原位反应速率以及固体转化率与前躯体多孔铜的粒径、孔隙率、装药高度以及反应时间等因素之间的关系。同时选取一组孔隙率约为 80%，高度为 1 mm，粒径分别为 50，100，200，500 nm 的前驱体多孔铜进行叠氮化铜合成实验分析。结果表明，四种不同条件下的试验数据与模拟仿真数据的产物成分比变化趋势一致，且最大偏差仅为 2.1%。

摘要:为了研究纳米化1,1′-二羟基-5,5"-联四唑二羟铵盐（TKX-50）的热分解性能与燃烧特性，采用快速冷冻干燥法制备了具有网络纳米结构的TKX-50样品，用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对其进行形貌、结构表征，用热重分析-差示扫描量热(TG-DSC)分析了热分解性能，用相机拍摄燃烧过程，讨论了纳米化结构对TKX-50热分解以及燃烧过程的影响。结果表明，采用快速冷冻干燥法得到的纳米化TKX-50具有纳米级网络骨架连接结构和良好的晶型稳定性；纳米化TKX-50两步热分解峰温为238.0 ℃和267.7 ℃，与原料TKX-50相比分别降低了12.1 ℃与5.6 ℃。纳米化TKX-50样品具有较低的点火延迟，以及更快的燃烧速率，表明对比原料TKX-50，采用快速冷冻干燥法制备的具有纳米网络结构的TKX-50样品的表面活性原子和基团增多，样品易活化，促进了TKX-50热分解以及燃烧。

摘要:为了制备结构均匀且热性能优异的纳米复合含能材料，采用脱氧核糖核酸（DNA）自组装法在室温和水相中制备了CuO/Al纳米复合含能材料。采用红外光谱（FT-IR）、动态光散射（DLS）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）以及差示扫描量热仪（DSC）表征了纳米复合含能材料的结构及热反应性能。结果表明，通过DNA自组装法成功制备了一种微观结构更均匀的CuO/Al纳米复合含能材料；DNA自组装样品与同配比物理共混样品相比具有更高的反应热，且当φ=1.6时，自组装样品反应热达到1520 J?g^-1，比同配比物理共混样品（999 J?g^-1）提高52.15%。

摘要:为改善纳米CuO的催化效果，以多孔石墨烯（PG）为载体，采用络合沉淀法分别制备CuO形貌为片状、线状、棒状和球状的CuO/PG纳米复合材料，并通过差示扫描量热法（DSC）测试了CuO/PG纳米复合材料对高氯酸铵(AP)热分解的影响，分析了其催化机理。结果表明，与相同形貌的纳米CuO相比，CuO/PG纳米复合材料的比表面积更大，对AP热分解的催化效果更好。在四种CuO/PG纳米复合材料中，球状氧化铜粒径最小，约4 nm，其复合材料的比表面积最大，约115 m²·g^-1，故催化活性位点最多，催化AP分解效果最好，使其高温分解放热峰温度下降至310.1 ℃。

摘要:为了提升高氯酸铵（AP）基固体推进剂的燃烧及点火等性能，采用离子交换法制备了海藻酸锰薄膜，煅烧后得到了纳米Mn₃O₄复合催化剂，研究了其对AP热分解性能的影响。采用扫描电镜、傅里叶红外、X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪等对制备的纳米Mn₃O₄复合催化剂形貌和结构进行了表征。结果表明，通过锰离子交换后，海藻酸钠变为海藻酸锰，所形成的薄膜表面光滑致密；400 ℃煅烧后原位生成的纳米Mn₃O₄颗粒负载在碳化后的海藻酸骨架上，其对AP的催化效果随着纳米Mn₃O₄复合催化剂含量的增加而增强，并且放热速率明显增加；当纳米Mn₃O₄复合催化剂含量为3%时，与纯AP相比, AP的分解温度降低了89.1 ℃。

摘要:为了研究碳纳米管（CNTs）对含Al改性双基（Al-CMDB）推进剂燃烧性能和力学性能的影响，采用吸收-压延的方法制备了推进剂样品，用靶线法测试了推进剂的燃速，并计算了压强指数；测试了推进剂样品在高低常温时的拉伸强度及延伸率。通过扫描电镜、火焰照片、燃烧波、熄火表面形貌及元素分析和DSC分析了碳纳米管影响Al-CMDB推进剂燃烧性能的原因。结果表明，在Al-CMDB推进剂中加入0.7%碳纳米管在6～20 MPa可提高推进剂的燃速，其中6 MPa下燃速提高最多，为4.98 mm·s^-1；6～20 MPa下压强指数从0.57降低为0.45。管径10~20 nm的碳纳米管能提高Al-CMDB推进剂高低常温的拉伸强度及延伸率。碳纳米管对推进剂的热分解峰温影响不明显，但可使推进剂分解放热量增加。

摘要:为研究微笔直写沉积装药技术条件下，炸药粒度对六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）基炸药油墨临界传爆厚度的影响规律，分别采用机械球磨法和溶剂-非溶剂法对原料CL-20进行细化，得到了三种不同粒度的CL-20炸药，以水性聚氨酯（WPU）和乙基纤维素（EC）组成双组份粘结分散体系，制备了适用于微笔直写沉积装药工艺的CL-20基炸药油墨。分别采用激光粒度分析仪和扫描电子显微镜（SEM）对制备的CL-20炸药及相应的油墨成型样品的粒度分布和形貌进行了表征；采用X射线衍射仪（XRD）对油墨成型样品中CL-20的晶型进行了测试；利用楔形装药炸痕法测试了不同粒度CL-20炸药油墨样品在装药宽度为1 mm时的临界传爆厚度。结果表明：机械球磨法制备的两种CL-20炸药呈近球形，表面光滑，中值粒径分别为140 nm和1.5 μm，油墨成型样品呈蜂窝状，分散效果较好，横切面均匀致密；溶剂-非溶剂法制备的CL-20炸药呈纺锤形，中值粒径为15 μm，油墨成型样品分散效果较差，炸药颗粒与粘结体系难以形成复合结构；XRD测试结果表明三种炸药油墨样品中CL-20均为ε型；成型油墨样品在装药宽度为1 mm时的临界传爆厚度随着CL-20粒度的减小而减小，最小可达69 μm，表明减小CL-20炸药的粒度能够显著增强其临界传爆性能。

摘要:为了改善2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(CL-20)的安全性能，采用一步球磨法制备出纳米CL-20/AP含能复合粒子，并通过扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和撞击感度测试对其性能进行了研究。结果表明，纳米CL-20/AP含能复合粒子球形化效果明显，粒径约为300～500 nm；复合粒子的峰位置发生明显的偏移、新增和消失，推测其物相晶型可能发生变化，由于多晶样品的择优取向，复合粒子的X射线衍射峰强度明显降低；纳米CL-20/AP含能复合粒子的放热峰相比原料提前了，更容易发生热分解；撞击感度测试中，复合粒子的特性落高比CL-20增加了13.10 cm，安全性能更好。

摘要:用高能猛炸药（如六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20））代替传统固体推进剂是实现小体积大比冲微型推进剂的重要途径。为了实现CL-20的自持燃烧，设计了CL-20镶嵌rGO三维网络结构的复合推进剂体系。首先采用溶剂-非溶剂法制备了超细CL-20球形颗粒（直径300 nm~2 μm），然后利用维度限域水热技术制备了自支撑rGO/CL-20纤维推进剂。在热分析动力学和燃烧特性分析的基础上，探讨了rGO/CL-20纤维推进剂的燃烧传播机制，认为该复合体系两种物质放热的正反馈机制是实现其燃烧传播的关键因素。由于rGO三维网络的构建，既提高了纤维的热导率，同时rGO在KOH作用下的放热可作为rGO三维网络和CL-20颗粒燃烧的起始能量，而具有更高能量密度的CL-20的燃烧放热叠加于rGO的放热，形成放热的正反馈机制。所制备的自支撑rGO/CL-20纤维推进剂的燃烧传播速度为20.66 mm·s^-1，其纤维状结构为微型推进器的模块化快速装药提供了方便。

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