摘要:根据PETN和GI-920炸药在升温速率分别为5,10,20 K·min-1的DSC-TG曲线,对PETN和GI-920炸药的热分解过程进行了研究,用Ozawa法和非线性等转化率积分法获得PETN和GI-920炸药热分解动力学参数和机理函数。结果表明,PETN与GI-920炸药的热分解机理属随机成核和随后生长。在不同升温速率的TG曲线上,GI-920炸药热失重开始温度大致相同。GI-920炸药DSC曲线呈现一个吸热熔化峰和一个放热分解峰,130 ℃以下有良好的热稳定性。GI-920炸药热分解的活化能、指前因子和机理函数分别为156.02 kJ·mol-1、1.934×1017 s-1、f(α)=4/3(1-α)[-ln(1-α)]1.-4,热分解动力学方程为: dα/dt=2.579×1017×(1-α)[-ln(1-α)]1.-4exp(-1.876×104.-T)。
摘要:研究了入射激波作用下平均粒径75 nm左右纳米铝粉与环氧丙烷快速反应中的热学特征。用光谱技术测定入射激波作用下纳米铝粉在环氧丙烷快速反应的点火延迟时间约为8 μs; 利用标定的ICCD光学系统采集到的AlO(B2Σ+-X2Σ+)光谱数据,计算纳米铝粉反应温度约为3189 K。对反应生成物的形貌特征进行了研究,测试结果表明: 反应产物多为球状颗粒,部分为絮状和针状,其平均粒径约为70 nm,小于反应前纳米铝粉的平均粒径,粒径明显减小是烧结塌陷致密所致; 少部分产物粒径大于100 nm, 粒径增大是反应物凝聚所致。
摘要:用差示扫描量热法(DSC)测定了含能材料2,4,6-三硝基-1,3,5-苯三酚一取代(K1TNPG),二取代(K2TNPG)及三取代钾盐(K3TNPG)定压下的连续比热容,计算了在50~100 ℃温度范围内每间隔5 ℃的焓差值和熵变值。用最小二乘法进行数据处理,得出的比热容(Cp)与温度(T)的关系为: Cp=a+bT+cT2,K1TNPG,K2TNPG and K3TNPG的线性相关系数分别为0.987,0.999和0.993。
摘要:在单基发射药装入玻璃试管密封和非密封的条件下,用微量热法研究了不同湿度单基发射药的热分解行为。实验结果表明,相同湿度(RH),密封条件下单基发射药开始加速分解温度(T0)大于非密封条件下的T0。密封条件下单基发射药最大分解速率温度(TP2)随着RH增加明显减小,但是密封条件下的TP2无明显变化。密闭条件下单基发射药分解反应的进程和反应的加速程度远大于非密封条件下。
摘要:采用差示扫描量热技术研究了3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的非等温结晶行为,并在DNTF中加入了大量的固体分散介质RDX以研究DNTF结晶过程过冷和自加热现象。结果表明,RDX能够降低过冷度,消除自加热。采用Avrami方程计算得到了DNTF结晶动力学的Avrami指数为3.12。用Avrami-Ozawa方程获得了该结晶过程的Ozawa指数为2.48。采用Kissinger方程获得了结晶的动力学参数活化能为-378.19 kJ·mol-1。在数据处理的基础上比较了DNTF在HMX和RDX两种固体分散介质中的非等温结晶动力学参数。
摘要:采用动态力学分析方法研究了微烟NEPE推进剂及其粘合剂胶片的动态力学性能。结果表明,微烟NEPE推进剂及其粘合剂胶片的tan δ(损耗角正切)曲线均存在α和β转变峰,分别由增塑剂和粘合剂体系的玻璃化转变引起,加入硝胺填料使两个转变过程的力学损耗tan δ增大,峰温向高温移动。微烟NEPE推进剂的试验常数和表观活化能均低于其粘合剂胶片对应的值,表明加入硝胺填料会增大粘合剂分子运动的自由体积,减弱分子链间的相互作用,可以解释微烟NEPE推进剂的力学损耗tan δ大于粘合剂胶片的原因。
摘要:为改善丁羟聚氨酯弹性体的力学性能,采用互穿聚合物网络改性技术,将改性超支化聚酯引入丁羟聚氨酯体系,形成互穿聚合物网络。结果表明,超支化聚酯/丁羟聚氨酯互穿聚合物网络的最大拉伸强度和延伸率比单一丁羟聚氨酯网络提高了3倍以上。利用衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和透射电镜分析互穿聚合物网络的化学结构和微相结构,以确定超支化聚合物对丁羟聚氨酯的增强增韧机理。认为互穿聚合物网络之间形成氢键以及微相分离是互穿网络力学性能提高的原因。当分散相粒径为1 μm时,力学性能达到最优。
摘要:不同品质的晶体颗粒其力学性能应表现出某种差异。分别选取三种不同品质的RDX和HMX颗粒集合体进行压缩刚度实验,并采用Kawakita压制模型对压制曲线进行拟合分析,得到评价晶体颗粒力学性能的具有模量量纲的常数。RDX的两种重结晶样品和工业原料样品的拟合常数倒数值分别为13.08,12.16,5.51; HMX分别为11.43,12.57,10.05。选取压制过程中的颗粒破碎阶段的数据进行拟合,得到结果分别为RDX: 9.53,7.86,4.36; HMX: 6.13,6.48,5.56。结果表明,压缩刚度实验的Kawakita拟合常数可以定量比较不同品质样品的力学性能,选取破碎阶段数据的拟合结果更能反映物理本质。
摘要:对比分析了现有的PBX蠕变模型,提出运用基于修正时间硬化理论来模拟机械加工过程中的蠕变行为,该模型有紧凑的数学表达式和较少的待定参数。为验证模型的有效性,选取以奥克托今(HMX)为基的PBX进行常温条件下的压缩蠕变试验并进行了模型研究,确定了全部模型参数。采用有限元软件对圆柱体压缩试样的压缩蠕变实验进行仿真。理论分析以及有限元数值仿真表明该模型用于仿真计算时,其结果与试验获得蠕变数据相当吻合,可以运用于PBX部件加工的形位变化仿真。
摘要:利用资源丰富的可再生天然高分子材料魔芋葡甘聚糖为原料,以发烟硝酸、浓硫酸、五氧化二磷为反应体系制备了不溶于水而在丙酮等有机溶剂中溶解性好的葡甘聚糖含能材料; 并通过元素分析、FT-IR、SEM、X衍射、TG-DSC等对其含氮量、结构、和性能等进行了分析表征。结果表明: 新型的材料含有—ONO2基团,含氮量达13.59%,疏松的网络结构,结晶性增强,分解温度为161 ℃,有较大的放热峰,具有含能材料的性质。
Arash Shokrollahi , Abbas Zali , Hamid Reza Pouretedal , Mohammad Hossein Keshavarz
摘要:Keto-RDX was obtained by one-step method with a certain amount of RDX as by-product. The effects of various parameters on high yield were studied. A simple analytical method was also introduced to determine simultaneously Keto-RDX/RDX mole ratio. Some important theoretical characterizations of Keto-RDX such as detonation performance at maximum nominal density and shock sensitivity were determined by new methods and compared with RDX.
摘要:以丙二酸单乙酯为原料,经脱羧氧化硝化得到二硝基乙酸乙酯,二硝基乙酸乙酯、叠氮化钠、乙醛缩合环化获得关键中间体4-甲基-5-硝基-1,2,3-三唑,再经氧化、酯化、酰化、霍夫曼重排得到目标产物4-氨基-5-硝基-1,2,3-三唑(ANTZ)。利用元素分析、核磁共振、红外光谱等鉴定中间体及最终产物的结构; 初步探讨了缩合环化反应历程,研究了影响关环反应的主要条件,确定了氧化反应的最佳反应条件为反应时间90 min,反应温度100 ℃,K2CO3和4-甲基-5-硝基-1,2,3-三唑的最佳物料比为12。
摘要:以乙酰乙酸乙酯为原材料制备了氧化呋咱类关键中间体4-氨基-3-叠氮羰基氧化呋咱,以此为前体合成了二氨基偶氮二氧化呋咱(DAAFO)。采用元素分析、红外、质谱和热分析等方法对上述物质进行了表征。结果表明,4-氨基-3-叠氮羰基氧化呋咱感度略高于二氨基呋咱、HMX; 二氨基偶氮二氧化呋咱放热分解峰温为208.17 ℃,低于二氨基偶氮二呋咱和二氨基氧化偶氮二呋咱。
摘要:采用水-溶液悬浮法,对海因/三嗪类复合键合剂包覆RDX进行了实验研究。通过L9(34)正交实验研究了反应时间、反应温度、键合剂用量和搅拌速度对包覆度的影响规律,并利用X射线光电子能谱(XPS )、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、感度实验等对包覆后的RDX进行表征。正交实验确定的最佳包覆条件: 10 g RDX,反应时间90 min,反应温度50 ℃,键合剂用量0.3 g, 搅拌速度700 r·min-1,包覆度达87%。包覆后RDX表面明亮有光泽,包覆厚度约为0.2 μm。红外光谱中NO2基团的吸收峰红移22 cm-1至1510 cm-1,且吸收带展宽。热分解峰温升高0.4 ℃,撞击感度特性落高提高4.5 cm。
摘要:以Impranil DLF®聚氨酯和密胺甲醛树脂为包覆层分别采用破乳法及原位聚合法包覆了ε-HNIW,并将其应用于NEPE推进剂。对这两种NEPE推进剂进行了力学性能测试及SEM形貌观察。结果表明,密胺树脂包覆ε-HNIW推进剂最大延伸率εm比未包覆的ε-HNIW推进剂提高75.2%,断裂延伸率εb提高62.16%,εb/εm比值由1.24降低至1.03,接近于1,“脱湿”问题得到显著改善,推进剂表面ε-HNIW脱落较少,黏合结实; 含Impranil DLF聚氨酯包覆ε-HNIW的推进剂综合力学性能提高不大,εb/εm比为1.10,推进剂表面ε-HNIW有部分脱落。
摘要:研究了催化剂磷酸二氢钾对甲苯硝化反应的催化活性,考察了催化剂用量、硝化反应条件及催化剂的重复使用等因素对反应的影响。结果表明,在醋酐存在条件下,以CCl4为溶剂、质量分数为95%的硝酸为硝化剂,温度控制在55 ℃反应60 min,0.6 g磷酸二氢钾催化剂对甲苯硝化表现出了强的区域选择性,硝化产物邻位和对位异构体的重量比达0.96,较硝硫混酸的1.67显著降低,产物收率达到95.1% 。该催化剂可循环使用5次,催化活性变化很小。
摘要:利用真空安定性试验仪(VST) 研究了ADN与端羟基聚丁二烯(HTPB)、3,3-双叠氮甲基氧丁环与四氢呋喃(BAMO-THF)聚合物、双基粘合剂(NG+NC)、聚乙二醇(PEG)、共聚醚粘合剂(PET)五种粘合剂的混合体系的相容性,还利用差示扫描量热仪(DSC)和拉瓦尔试验仪(LAWA)研究了其中的三种体系。这三种不同方法都一致判断ADN与 (NG+NC)和PEG为不相容,但对AND/PET体系的相容性判断不一致,VST法判断为不相容,而LAWA和DSC法却判断为相容。从试验条件的差异,组分相互作用是发生在凝聚相还是在气相与凝聚相之间等方面,探讨了产生这种不同结论的原因。
摘要:以混合硝酸酯和含70%混合硝酸酯的高能粘合剂作为原料,通过添加不同的杂质,研究了杂质及其含量对硝酸酯安定性的影响。结果表明,随着Fe3+、Cl-、NO3-杂质离子浓度的增加,混合硝酸酯的安定性均降低,NO3-离子对混合硝酸酯安定性的影响最大; Fe2(SO4)3、FeCl3、Fe(NO3)3、BaCl2对含70%混合硝酸酯高能粘合剂安定性的影响依次减弱,且浓度越大,对安定性影响越大。在三种贮存温度下,随着pH值增大,高能粘合剂的安全贮存时间呈现先增大后减小的趋势,含70%混合硝酸酯高能粘合剂pH=7.08时,安定性最好,安全贮存时间最长; 随着高能粘合剂中含水量的增加,高能粘合剂的安全贮存时间也相应降低。
摘要:利用肼与二硝酸肼反应制备了高纯度α型硝酸肼,并采用X射线粉末衍射对其晶粒度进行了研究,用四圆单晶衍射仪测定了其晶体结构及密度。结果表明硝酸肼平均晶粒度为185.3 nm,晶体有序排列程度较高。晶体结构参数为单斜晶系,P 21/n空间群,晶胞参数a = 0.8015 nm,b= 0.5725 nm,c =0.8156 nm,β= 92.3°,V =0.374 nm3,Dc = 1.688 g·cm-3,Z=4。
摘要:硝酸铵(AN)在常压下有五种晶型,温度变化时晶型要发生转变,导致使用性能降低。为抑制或防止AN发生某种相转变,在AN中添加0.99%的六种不同类型聚合物,用差式扫描量热法(DSC)研究聚合物对AN相转变的影响。结果表明,聚对苯乙烯磺酸钠-丙烯酸聚合物对AN的相转变影响较小,聚对苯乙烯磺酸钠-丙烯酸十二酯聚合物可有效防止AN发生Ⅳ-Ⅲ相转变,聚对苯乙烯磺酸钠、丙烯酸十二酯、聚对苯乙烯磺酸钠-N,N-二甲基二烯丙基氯化铵和聚对苯乙烯磺酸钠-丙烯酸十二酯-N,N-二甲基二烯丙基氯化铵可有效防止AN发生Ⅲ-Ⅱ相转变。聚合物对AN相转变的影响在于聚合物可加强AN的氢键网络并阻碍AN分子中NO3-的转动。
摘要:用差示扫描量热仪(DSC)测定了一定温度区间硝酸碳酰肼类配合物硝酸碳酰肼锰(Mn(CHZ)3(NO3)2)、硝酸碳酰肼钴(Co(CHZ)3(NO3)2)、硝酸碳酰肼镍(Ni(CHZ)3(NO3)2)和硝酸碳酰肼锌(Zn(CHZ)3(NO3)2)的比热容,利用Origin7.0软件回归出比热容随温度变化的方程式, Ni(CHZ)3(NO3)2和Mn(CHZ)3(NO3)2在一些温度区间为六次函数或二、三次函数,其余大多数符合四次或五次函数,拟合时相关度最小为0.987,标准偏差最大为0.017。除Zn(CHZ)3(NO3)2外,其余三种硝酸碳酰肼盐配合物的比热容有较大变化,出现一个或多个峰值。对它们进行了热重和红外分析,200 ℃时仅Co(CHZ)3(NO3)2失重8.64%,其余两种的热重曲线没有变化; 红外图谱显示在不同的温度下同一物质的指纹区不同,故推测样品可能发生了晶形转变而导致比热容变化。
摘要:对采用化学发泡工艺制备的具有不同物理特性的单基微气孔球扁药的静电火花感度进行了研究。由于微气孔球扁药堆积密度变化范围较大,对测试仪器的物料装载槽进行了改造,适当调整了放电距离,利用高速摄像的方法对发火概率进行了统计分析。研究结果表明: 单基微气孔球扁药的堆积密度和粒径等对静电火花感度有显著的影响,随着堆积密度降低和颗粒直径的减小静电火花感度显著提高。当堆积密度低于0.3 g·cm-3时,单基微气孔球扁药的静电火花感度明显高于硝化棉。采用这种改进后的方法对这类低密度的多孔材料的静电感度进行测试基本可行。
摘要:对兰利法与升降法的测试原理、设计程序及数据分析方面进行了分析和比较,在对某级炸药HMX的撞击感度试验的基础上,对比了两种方法的试验结果,发现兰利法对感度初始估值不敏感,升降法受初始估值的影响很大。另外,根据试验数据,计算了同一刺激量下两种方法得到的试验样品发火率,经过数据拟合得到了感度分布曲线。结果表明,在以计数法为标准进行评价炸药安全性与可靠性时,兰利法估计值的相对误差值比升降法大。当评估0.001响应点时,兰利法比升降法大16%左右; 在评估0.999响应点时,兰利法比升降法大21%左右。
摘要:采用电性拓扑态(electrotopological state,E-state)指数模拟分析了20种均三硝基苯类化合物的撞击感度,构建了4变量的定量结构-性质相关(QSPR)模型,其相关系数和标准偏差分别为0.929和0.079,具有较高的可靠性和相关度。模型分析表明: 影响均三硝基苯类化合物撞击感度的主要因素为4个ETSI描述符对应的子结构,即saCa,N,—CH2—和—O—。说明原子的电性状态对撞击感度有重要影响。
摘要:在分析硝酸酯乙基硝胺(NENA)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、呋咱类化合物、唑类富氮化合物、贮氢合金五种含能材料的特点和性能的基础上,用电算法对由常规(或含能)黏合剂/含能增塑剂/高能氧化剂/金属燃烧剂组合的一系列配方的能量特性进行了计算,探索了新型高能固体推进剂的途径和思路,并就这些途径给推进剂能量性能带来的影响进行了讨论,提供了新型高能推进剂的八条技术途径。
摘要:根据裸炸药的一维短脉冲冲击起爆能量判据,结合射弹撞击带盖板炸药的冲击波传播规律,获得了同尺寸钨射弹与钢射弹引爆带等厚度盖板装药的阈值速度关系式为Vw≈0.8 VFe。采用非线性有限元程序数值模拟验证了该关系的合理性。
摘要:芳香族化合物的硝化反应是重要的亲电取代反应,为替代传统工艺而进行的绿色硝化技术研究成为该领域的热点。本文综述了近年来芳香族化合物的绿色硝化反应的研究进展,包括采用固体酸作催化剂的液相绿色硝化、液体酸/硝酸盐体系的绿色硝化、固体酸作催化剂的气相绿色硝化、Lewis酸催化液相绿色硝化、离子液体催化绿色硝化等主要的绿色硝化技术。简要评论了这些方法的特点及反应机理,并展望了绿色硝化的研究方向。
Mohammad Hossein Keshavarz , Arash Shokrolahi , Karim Esmailpoor , Abbas Zali , Hamid Reza Hafizi , Jamshid Azarniamehraban
摘要:Empirical, quantum mechanical and artificial neural network methods are three usual methods in recent years that were used to predict sensitivity of different classes of high explosives. Some recent developments in predicting sensitivity by various methods are reviewed and discussed for various classes of energetic materials.
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