CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS
+高级检索

庆三八妇女节专辑-2021

    全 选
    显示方式: |
    • 三氨基胍硝酸盐的晶体形貌控制及性能

      2020, 28(12):1170-1177. DOI: 10.11943/CJEM2020130

      摘要 (558) HTML (265) PDF 7.90 M (4265) 评论 (0) 收藏

      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。

    • HMX/TATB混合炸药中HMX与TATB组分含量的液相色谱分析

      2020, 28(12):1156-1162. DOI: 10.11943/CJEM2020137

      摘要 (369) HTML (399) PDF 4.83 M (2872) 评论 (0) 收藏

      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。

    • CL-20/1,4-DNI共晶及共晶组分的声子谱和热力学性质的第一性原理研究

      2020, 28(12):1147-1155. DOI: 10.11943/CJEM2020079

      摘要 (646) HTML (374) PDF 2.04 M (6552) 评论 (0) 收藏

      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Δωd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(CV)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。

    • 咪唑桥连唑类含能化合物的合成与性能研究进展

      2020, 28(11):1120-1130. DOI: 10.11943/CJEM2019294

      摘要 (786) HTML (455) PDF 701.99 K (3780) 评论 (0) 收藏

      摘要:咪唑基含能化合物具有优异的热稳定性、良好的修饰性和适当的环张力,是高能材料的重要研究方向。围绕联咪唑、咪唑联三唑、咪唑联四唑等咪唑桥连唑类含能化合物及其离子盐的合成、性能与应用基础等方面进行了综述。分析可知,以单键、双键连接的双环咪唑类化合物,比相应的单环咪唑化合物具有更好的热稳定性和机械感度、更高的密度和爆轰性能,能够实现能量与安全的较好协调,但在单一咪唑环上引入富氮的含能基团、连接基团和离子盐在保证安全性的同时尚未实现高能量和高氮含量的兼顾。而将两种氮杂环结构通过C—C键或C—N键进行键合的联唑类化合物往往可以兼具两种氮杂环母体结构的骨架特点,是今后新型高氮高能化合物的重要发展方向。同时提出了基于咪唑联三唑或咪唑联四唑骨架构建高氮含量、高能量和良好安全性相协调的咪唑桥连双环唑类含能化合物的有效策略。

    • 熔铸载体炸药的研究进展

      2020, 28(11):1109-1119. DOI: 10.11943/CJEM2020071

      摘要 (1218) HTML (949) PDF 848.55 K (4479) 评论 (0) 收藏

      摘要:熔铸炸药是应用最为广泛的军用混合炸药,其性能与载体炸药的选用密切相关。综述了熔铸载体炸药的国内外现状,简要介绍了以2,4,6-三硝基甲苯(TNT)为代表的13种早期合成的熔铸载体炸药(如2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)等)的物理化学性质与爆轰性能,并分析其优缺点。详细介绍了近十年新合成的包括硝酸酯类、硝基类、硝胺类、叠氮类等16种潜在的熔铸载体炸药(如3,3"-联(1,2,4-噁二唑)-5,5"-二甲基硝酸酯(BOM)等)的合成方法、物理化学性质与爆轰性能,分析了其性能优劣及实际应用所面临的问题等,讨论了分子不同主体结构和官能团对化合物性能的影响,认为今后的重点研究方向为进一步提升分子结构对炸药性能影响的认识,设计并合成出综合性能优异的新型熔铸载体炸药,以满足熔铸炸药应用要求。

    • 三种典型炸药晶体微塑性与撞击感度的相关性

      2020, 28(11):1102-1108. DOI: 10.11943/CJEM2019130

      摘要 (584) HTML (498) PDF 10.61 M (4586) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究单质炸药晶体微观性能对混合炸药宏观力学行为和撞击感度的影响,研究了梯恩梯(TNT)、黑索今(RDX)与奥克托今(HMX)三种常用炸药晶体的微塑性表征方法,并将炸药晶体的微塑性与单质炸药撞击感度进行了相关性分析。采用纳米压痕技术对三种常用炸药晶体进行了微弹性与微塑性的测试与计算,提出了以塑性能量与压痕总能量之比(ηP)量化炸药晶体微塑性的计算方法。结果表明:与压入深度计算的微塑性(δh)相比,本研究获得的炸药晶体微塑性ηP与粉末态单质炸药的撞击感度(P)达到95.8%的线性相关。本研究提出的炸药晶体微塑性量化方法将炸药晶体微塑性与其撞击感度建立起高度线性关系,为评价炸药安全等级提供了一种微观表征方法。

    • 超声检测方法研究HMX及TATB基PBX的热循环性能

      2020, 28(11):1095-1101. DOI: 10.11943/CJEM2019292

      摘要 (543) HTML (301) PDF 1.85 M (4362) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获得奥克托今(HMX)及三氨基三硝基苯(TATB)基高聚物黏结炸药(PBX)热循环性能,在-40~75 ℃条件下对HMX及TATB基PBX进行热循环试验,采用超声回波法对分别经历3N个(N=0,1,2,…,9)热循环周期的炸药试件的纵、横波声速进行了测试,通过弹性模量和泊松比的超声测量方法计算得到动弹性模量(杨氏模量、剪切模量)和动泊松比,通过拉伸力学性能试验对静弹性模量进行了测试,计算得到动静弹性模量比。结果在热循环试验过程中,随着周期增加,HMX基PBX密度降低且降低速率逐步平缓,TATB基PBX密度呈先降低并速率放缓后略微回升的趋势,HMX及TATB基PBX纵波声速、横波声速、动杨氏模量、动剪切模量的变化趋势与其密度变化趋势一致,动泊松比基本不变,纵、横波声速与密度具有正相关的线性关系,静弹性模量先降低再升高,动静弹性模量比先升高再降低,静弹性模量和动静弹性模量比的变化拐点HMX基PBX在第15个热循环周期,TATB基PBX在第21个热循环周期。说明PBX热循环损伤量与密度变化和内部微损伤密切相关,超声纵、横波声速可定量评价PBX热循环试验中的热疲劳损伤;PBX动、静态弹性模量的差别是由PBX的结构特征所决定的;PBX动、静态弹性模量的变化趋势由微观机制控制,内在因素包括PBX内部的微裂隙、孔隙黏结剂流动。

    • 界面粒子速度法评估雷管输出压力

      2020, 28(11):1089-1094. DOI: 10.11943/CJEM2019286

      摘要 (459) HTML (325) PDF 1.42 M (2610) 评论 (0) 收藏

      摘要:雷管输出压力是表征其输出特性的主要指标之一。采用界面粒子速度测量实验,结合阻抗匹配计算方法,建立了一种可靠的冲击片雷管输出压力评估方法。设计了三种二级装药结构的冲击片雷管,一级装药为六硝基茋(HNS-Ⅳ),二级装药为以黑索今为基的高聚物黏结炸药(PBX-RDX),每种雷管的总装药量不变,但是装药比例不同。采用光子多普勒测速仪(PDV)测量了三种冲击片雷管与光学窗口的界面粒子速度,阻抗匹配计算结果表明,雷管输出压力分别为7.64,7.29 GPa和6.71 GPa。PBX-RDX配比对雷管输出压力有一定影响,PBX-RDX配比降低,雷管输出压力也随之降低。采用数值模拟计算,计算了三种冲击片雷管的输出压力,计算结果分别为7.7,7.1 GPa和6.4 GPa,实验值与计算值相比,误差小于6.5%,验证了界面粒子速度法评估雷管输出压力的有效性。雷管底壳材料对雷管输出压力有重要影响,雷管底壳的冲击阻抗越低,雷管输出压力越高,不锈钢底壳对雷管输出压力有明显的削峰作用。

    • PTFE含量和烧结温度对Al/PTFE复合粒子形貌与燃烧性能的影响

      2020, 28(11):1061-1067. DOI: 10.11943/CJEM2020155

      摘要 (977) HTML (658) PDF 15.62 M (4937) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探索聚四氟乙烯(PTFE)含量和烧结温度对铝粉(Al)/ PTFE复合粒子形貌和燃烧性能的影响规律,采用球磨-烧结工艺,制备了不同配比、不同烧结温度的Al/PTFE复合粒子。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对样品进行表征,研究了PTFE含量和烧结温度对复合粒子微观形貌的影响;利用密闭燃烧罐、高速摄像仪及红外热成像仪,对样品的燃烧过程进行分析,探究了PTFE含量和烧结温度对复合粒子燃烧性能的影响。结果表明,340 ℃烧结能使复合粒子形成规整的核壳结构,PTFE含量小于35%时,粒子包覆完整度随PTFE含量的增大而增大;当PTFE含量继续增加时,复合粒子形状变得不规则,出现颗粒凝聚。随着PTFE含量以及烧结温度的提高,样品的燃速、燃烧剧烈程度、火焰温度等均呈现出先提升再降低的趋势。最优条件(PTFE 含量35%,烧结温度340 ℃)制备的样品较其它条件制备的样品,燃烧压力最高增大16%,燃烧时间最长缩短37%,中心火焰温度提高317.1 ℃,这表明,适量的(35%最佳)的PTFE含量和合适的烧结温度(340 ℃最佳)会显著改善复合粒子的燃烧性能。

    • 蝶翅状纳米TiO2的制备及其对AP热分解的催化性能

      2020, 28(11):1054-1060. DOI: 10.11943/CJEM2020058

      摘要 (551) HTML (363) PDF 7.03 M (1979) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高纳米金属氧化物对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能,以天然蓝闪蝶翅为模板,采用浸渍-煅烧法制备得到了蝶翅状二氧化钛(BW-TiO2)。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对其形貌、结构和组成进行了表征,差示扫描量热法(DSC)研究了BW-TiO2对AP热分解的催化性能。结果表明,制备的BW-TiO2为锐钛矿型,颗粒粒径为8~12 nm,同时残留有少量的无定形碳和Ti。BW-TiO2较为完整地保留了蓝闪蝶翅的平行网格骨架结构,其间含有相互连通的纳米级管状通道和大量的中孔。加入5%的BW-TiO2,可使AP的高温分解峰温从429.1 ℃降至374.1 ℃,放热量从255 J∙g-1提高到1323 J∙g-1,反应活化能从190 kJ∙mol-1降为130.9 kJ∙mol-1

    • TATB在不同溶剂中的溶解特性研究进展

      2020, 28(10):1026-1034. DOI: 10.11943/CJEM2020007

      摘要 (1019) HTML (898) PDF 2.47 M (3716) 评论 (0) 收藏

      摘要:1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)具有良好的爆轰能量和极佳的安全性能,是当前唯一满足钝感高能炸药标准(IHE)的单质炸药。然而,由于TATB分子内外具有强的氢键作用,导致其难溶于常规溶剂。而提升TATB的溶解度是对其进行产品精制、品质控制和形貌调控的重要前提,也是降低其产品制造成本,减少环境污染的重要途径。因此,提升TATB的溶解度是其工程化应用的重要基础。针对TATB在不同溶剂中的溶解特性研究进展进行综述,溶剂类型包括常规溶剂(如二甲基亚砜)、强酸和强碱(如浓硫酸,氢氧化钠溶液),以及离子液体(如1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐)等,分析了当前溶剂体系在溶解TATB存在的优势与不足,并就未来的溶解溶剂与溶解方法进行了展望,例如发展新型组合溶剂提高溶解度,采用计算化学方法研究溶解机理。

    • 空位对五唑阴离子盐Mn(N52冲击反应和损伤演化的影响

      2020, 28(10):1003-1009. DOI: 10.11943/CJEM2020162

      摘要 (706) HTML (528) PDF 10.82 M (4826) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究微缺陷对五唑阴离子盐冲击响应、化学分解及损伤演化的影响,采用从头算分子动力学模拟方法研究了完美型Mn(N52晶体及含有3%空位浓度的Mn(N52晶体在不同速度(8,9,10,11,12 km·s-1c轴冲击波作用下的动力学演化和初始分解反应机理。冲击雨贡纽线的计算结果表明,含空位的Mn(N52体系比完美型体系在高压条件下表现出更大的体积压缩比。分子动力学模拟结果显示,当冲击波速vshock<10 km·s-1时,完美型及含有空位的体系在5000 fs内均未出现分解反应,而仅出现了不足10%的体积压缩;当vshock=10 km·s-1时,完美型体系于512.8 fs时刻开始在晶体内均匀地出现N—N键断裂的现象,而含空位体系的初始反应时间则提前至281.6 fs,并且N—N键的断裂集中发生在空位附近;当vshock继续增加至11 km·s-1和12 km·s-1时,两种体系的初始反应时间不断提前,反应进程不断加快,但空位对体系冲击波感度的提升作用和对分解反应进程的加速作用随着冲击波速的提升而不断减弱。研究结果表明空位是热点的早期成核结构之一,空位的存在促进周围的五唑分子发生级联分解,使损伤不断演化成长和传播,进而引起含能材料的点火。

    • Al/Ni类含能结构材料冲击压缩特性细观模拟

      2020, 28(10):984-994. DOI: 10.11943/CJEM2020171

      摘要 (763) HTML (444) PDF 5.81 M (4684) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究含能结构材料冲击响应特性,开展了以Al/Ni为代表的含能结构材料冲击压缩细观模拟研究。结合扫描电子显微镜照片分析了三种典型Al/Ni类含能结构材料的细观结构特性,研究了材料配比、制备工艺对材料细观结构的影响规律。从细观结构照片和细观颗粒初始形态入手,分别建立了Al/Ni类含能结构材料冲击压缩细观模型,计算并比较了该类材料在冲击压缩过程中的颗粒变形、压力响应、冲击温度分布及冲击波传播特性。结果表明:Al/Ni粉末复合材料的细观颗粒主要以Ni为基体,且Al颗粒随着其含量的上升而发生团聚;而Al/Ni多层复合材料主要以Al为基体,Ni近似于平行分布其中。Al/Ni类含能结构材料细观结构存在不均匀特性,导致其在冲击压缩过程中产生局部高压和热点,而这一特性无法由基于材料初始颗粒形态建立的均匀化细观模型得到。

    • 典型压装与浇注PBX炸药缝隙挤压损伤-点火响应

      2020, 28(10):975-983. DOI: 10.11943/CJEM2020170

      摘要 (879) HTML (579) PDF 8.99 M (3515) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究动态挤压载荷作用下典型装药结构在壳体裂缝周围的点火响应过程,采用高聚物粘结炸药(Polymer bonded explosives, PBX)微裂纹-微孔洞力热化学耦合细观模型,对缝隙挤压载荷作用下PBX药柱与缝隙结构相互作用、炸药宏观力热化学响应、以及损伤-点火细观机理进行了研究,对比分析了压装PBX-5与浇注GOFL-5两类炸药损伤-点火响应的差异性。结果表明,200 m·s-1挤压速度下压装PBX-5炸药表现为脆性破坏,60 μs时挤压前沿距缝隙表面3 mm,在缝隙位置处形成应力集中,与挤压位置成45°方向区域内微裂纹发生快速扩展;相同撞击条件下,浇注GOFL-5炸药在缝隙位置处发生快速流动,大量材料被挤入缝隙,60 μs时挤压前沿距缝隙表面9 mm。两种炸药在缝隙周围均形成了潜在点火位置,剪切裂纹热点为压装炸药点火主导机制;局部剪切塑性耗散机制为浇注炸药潜在的点火主导机制。

    • 基于多孔介质模型的点火火焰在发射药颗粒床中的传播特性

      2020, 28(10):969-974. DOI: 10.11943/CJEM2019290

      摘要 (662) HTML (472) PDF 9.85 M (5132) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究中心传火管点传火结构下点火药燃烧后产生的火焰在发射药药粒填充床中的传播特性,使用多孔介质模型模拟发射药药室颗粒填充床,并采用N-S方程模型对点火药燃烧产生的高温高速气体在发射药颗粒床中的流动传播过程进行数值仿真计算,并以温度场的等温面传播等效于火焰阵面传播,仿真数据与试验数据进行对比。结果表明,在密实装药床下,点火火焰传播过程中,以等温面等效于火焰阵面,火焰传播速度的仿真计算值为91 m·s-1,与试验测得96 m·s-1较为接近;仿真得到的高温火焰气体传播的温度场云图与试验拍摄的火焰传播图像具有较好的一致性;采用多孔介质模型计算所得的膛内3处测压孔的压力数据与试验测得的压力数据吻合度较高。

    • 球形红细菌降解PNP的不同因素影响及代谢机理

      2020, 28(9):942-950. DOI: 10.11943/CJEM2019265

      摘要 (406) HTML (334) PDF 1.80 M (3754) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过拟合Haldane动力学方程,分析球形红细菌(Rhodobacter sphaeroides)H 菌株降解对硝基苯酚(PNP)的生长动力学特性;考察营养因素(碳源、金属离子和NaCl浓度)对H菌株降解PNP的影响以及H菌株对酚类物质的底物广谱性,并对H菌株降解PNP的代谢机理进行推测。结果表明,H菌株降解PNP的生长动力学符合Haldane模型(R2=0.9990);H菌株降解PNP的最适碳源和金属离子分别是苹果酸和Ca2+,NaCl浓度耐受值为20 mg·L-1;酚类物质中邻苯二酚对PNP降解影响最大;利用高效液相色谱-质谱联用仪(HPLC-MC)对菌株代谢PNP的产物进行分析,发现中间产物主要为对苯二酚(HQ)、4-羟基粘糠酸半醛(4-HS)和马来酰胺乙酸(MA),同时酶活性分析表明底物HQ在粗酶液中对苯二酚1,2-双加氧酶作用下生成4-HS,由此推测H菌株可能利用的是对苯二酚代谢途径。

    • 亲水色谱-质谱联用分析硝酸羟乙基肼含量

      2020, 28(9):936-941. DOI: 10.11943/CJEM2019325

      摘要 (473) HTML (273) PDF 968.25 K (2747) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对新型液体推进剂中硝酸羟乙基肼含量的分析需要,研发了一种基于亲水相互作用色谱-质谱联用的硝酸羟乙基肼含量分析方法。分别考察了流动相组成、质谱测定等分析条件对分离效果、分析时间、检测灵敏度的影响,优化得到了适合于硝酸羟乙基肼分析的液相色谱-质谱分析条件。所建立的分析方法在0.01~0.1 μg·mL-1的样品浓度范围内相关系数R2=0.9991,检出限为1.2 ng·mL-1。方法具有良好的准确度和精密度,对浓度分别为0.0250和0.0900 μg·mL-1的HEHN溶液进行测定,回收率分别为98.1%和97.7%,相对标准偏差≤1.6%。利用该方法对一液体推进剂实际样品中的硝酸羟乙基肼含量进行测定,测定结果为12.5%±0.3%,与配制值12.9%相符。

    • 3D网状静电纺NC/GAP/nano-TATB纤维的表征及热化学性能(英)

      2020, 28(9):925-935. DOI: 10.11943/CJEM2019283

      摘要 (548) HTML (250) PDF 9.68 M (2576) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用静电纺丝法制备了具有三维网络结构的硝化纤维素/聚叠氮缩水甘油醚/三氨基三硝基苯(NC/GAP/nano-TATB)复合纤维。采用差示扫描量热法(DSC)和热红外法(TG-IR)对复合纤维的低温热化学性能进行了研究。结果显示,每条曲线上只有一个放热峰,,NC、GAP和nano-TATB同时分解,而非单独分解。NC/GAP/nano-TATB(208.1 kJ·mol-1)的活化能(Ea)低于nano-TATB (228.9 kJ·mol-1),NC/GAP/nano-TATB (1.70 s-1)的速率常数(k)高于nano-TATB(0.92 s-1)。复合纤维比纳米TATB更容易被活化,分解速度更快。NC/GAP/nano-TATB热分解的主要产物为CO2、N2O、NO、CO、NO2、H2O,同时检测到─CH─、─CH2O、─C─O─C─片段。对比了复合纤维和NC/GAP和nano-TATB的能量和敏感性。NC/GAP/nano-TATB的燃烧室温度(Tc)高达1583℃,纳米TATB的加入有利于降低冲击敏感度。

    • RDX、HMX及CL-20晶体的高温高压相变研究进展

      2020, 28(9):902-914. DOI: 10.11943/CJEM2020088

      摘要 (906) HTML (487) PDF 3.20 M (5576) 评论 (0) 收藏

      摘要:环三亚甲基三硝胺(RDX)、环四亚甲基四硝胺(HMX)和六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)三种多晶型含能材料在高压/高温高压下具有丰富的相变行为及相变特征,本文总结了三种炸药在不同压力环境下的相变路径、部分相结构及p-T相图,为含能材料的爆轰行为和理论研究工作提供参考。根据目前的研究现状,发现在较复杂的相变研究上仍存在分歧,大部分高压相的结构还不明确,p-T相图不够完善,相变理论的研究也存在明显不足。指出探索含能材料的不同晶型间转化机理和获取更多相结构信息将是未来的重点研究方向。

    • 炸药晶体结构形态调控——研究进展及发展建议

      2020, 28(9):874-888. DOI: 10.11943/CJEM2020145

      摘要 (1719) HTML (1111) PDF 28.37 M (4785) 评论 (0) 收藏

      摘要:炸药晶体的结构形态是决定其安全、力学、相容性、长贮性、起爆、爆轰等性能和用途的本质要素。针对现用高能炸药的特点和不足,设计和调控炸药晶体结构形态以提升炸药性能,进而改进和拓展炸药用途已成为含能材料发展的一个重要方向。本文主要分析和总结了炸药的多晶型、颗粒形貌、晶体品质和聚集结构等晶体结构形态特征的结晶控制原理和方法的研究发展状况,并重点分析讨论了高品质降感炸药、球形炸药、微纳多级结构炸药等新型结构炸药的晶体结构特征、主要性能和应用前景。结合当前炸药结晶存在的主要问题,基于炸药晶体工程思想给出了相应的发展建议,期望为炸药的生产、加工和应用提供指导。

    • TKX-50在甲酸/水混合溶剂中生长形貌的分子动力学模拟

      2020, 28(9):865-873. DOI: 10.11943/CJEM2019096

      摘要 (761) HTML (470) PDF 6.82 M (5139) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究甲酸/水混合溶剂对含能离子盐5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟铵(TKX-50)生长形貌的影响,采用分子动力学方法计算了TKX-50晶面与甲酸/水混合溶剂之间的相互作用能。使用修正的附着能模型预测了TKX-50在不同体积比的甲酸/水(1/4,1/3,1/2,1/1和2/1)混合溶剂中的生长形貌,并且模拟了温度对TKX-50生长形貌的影响。结果表明,改变混合溶剂中甲酸的体积比,能够显著改变TKX-50的晶习。当甲酸/水的体积比为1/2,温度为298 K时,TKX-50的晶体形貌更接近球形。径向分布函数分析表明,TKX-50的(1 1 0)晶面与混合溶剂分子间同时存在氢键、范德华力和静电力。

    • 基于研磨过程研究TNT/NNAP含能共晶形成机理

      2020, 28(9):861-864. DOI: 10.11943/CJEM2020078

      摘要 (569) HTML (492) PDF 713.60 K (4599) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究2,4,6-三硝基甲苯(TNT)/1-硝基萘(NNAP)含能共晶形成过程,采用粉末X射线衍射(PXRD),傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)和差示扫描量热仪(DSC)在0,10,20,30,40,50 s以及2 min时刻下,对TNT/NNAP体系进行了研究。PXRD结果显示,不同研磨时间下的TNT/NNAP,在衍射角2θ=25.8°处首先出现新衍射峰并逐渐增强,该衍射峰对应TNT/NNAP共晶的{2 1 1}晶面;FTIR结果显示,随着反应的进行,TNT中C—N—O的弯曲振动峰(716 cm-1)发生蓝移且峰变得尖锐,TNT苯环上C—C的弯曲振动峰(734 cm-1)发生红移;DSC结果表明,TNT/NNAP共晶形成过程中在50,61,65 ℃出现三个吸热峰。结果表明,TNT/NNAP共晶首先在{2 1 1}晶面堆积,氢键和π-π堆积在形成TNT/NNAP共晶中起关键作用,TNT/NNAP生成2个低共熔物,再转化为共晶,共晶的熔点为65 ℃。

    • HMX晶体颗粒微结构的原位变温X射线小角散射

      2020, 28(9):848-853. DOI: 10.11943/CJEM2020070

      摘要 (653) HTML (371) PDF 2.30 M (4636) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究温度作用下奥克托今(HMX)晶体的微结构演化和热安定性,使用原位变温X射线小角散射(SAXS)和广角散射(WAXS),对比研究了平均粒径为5 μm和20 μm两种HMX晶体颗粒的缺陷演化和相变行为。WAXS结果表明,HMX(5 μm)的βδ相变起始温度为194 ℃,比HMX(20 μm)的相变起始温度高8 ℃。Guinier定理拟合分析表明,两种HMX晶体在150 ℃均开始生成微缺陷,其回转半径约为0.9 nm;随温度升高,微缺陷的体积分数增加,高温下生成的微缺陷在降温过程不会消失;HMX(20 μm)的微缺陷含量高于HMX(5 μm)。微缺陷的累积会导致HMX晶体内部生成微裂纹,甚至发生开裂。SAXS、WAXS和扫描电镜观测结果均表明HMX(5 μm)具有更为优异的热安定性。讨论了微缺陷的生成机制,以及微缺陷对HMX感度的潜在影响。

    • 诱导期法研究过饱和度对LLM-105成核的影响

      2020, 28(9):841-847. DOI: 10.11943/CJEM2020001

      摘要 (659) HTML (479) PDF 1.56 M (4897) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)的结晶成核过程,利用CrystlScan多通道结晶仪测量了不同过饱和度比下LLM-105反溶剂结晶成核诱导期。采用诱导期测量法研究了过饱和度对LLM-105成核的影响并结合经典成核理论计算了成核的重要参数。结果表明,LLM-105反溶剂结晶的诱导期随过饱和度的增大而降低。当过饱和度比S<2.53时,主要发生异相成核,界面张力γ值为6.67717×10-23 J·m-2,表面熵因子f值为1.49;当S>2.53时,主要发生均相成核,界面张力γ值9.98942×10-23 J·m-2表面熵因子f值为2.23。表面熵因子值均小于3,表明LLM-105在乙酸乙酯为反溶剂结晶中的生长方式为连续生长机制。另外,当LLM-105反溶剂结晶为发生均相成核时,成核速率随着过饱和比的增加而增加,临界晶核半径和临界成核数量均随着过饱和比的增加而减小。

    • FOX-7在DMSO-EAC混合体系中的结晶热力学

      2020, 28(9):826-833. DOI: 10.11943/CJEM2020092

      摘要 (753) HTML (517) PDF 9.91 M (5156) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)在二甲基亚砜-乙酸乙酯(DMSO-EAC)混合溶剂中的结晶行为,促进FOX-7球形化晶体制备工艺研究,利用激光动态法测定了298.15~333.15 K温度范围内FOX-7在不同体积比DMSO-EAC混合溶剂中的溶解度,建立了溶解度方程,估算了结晶热力学参数,并在DMSO-EAC混合溶剂中进行了降温结晶实验。结果表明,FOX-7在该混合体系溶剂中的溶解度随温度和DMSO含量的增加而增加;所有模型拟合结果良好,其中CNIBS/R-K模型的关联结果最优;在VDMSOVEAC=1∶3体系中降温结晶所得晶体形貌规则、呈椭球状且粒度均匀。

富氮杂环含能化合物的创制

年第卷第

当期目录


文章目录

过刊浏览

刊期浏览
本期排行

PDF下载排行

HTML阅读排行

摘要点击排行

引用排行