CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS
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  • 2019年第27卷第2期文章目次
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    • >含能快递
    • 含能快递--2019年第2期

      2019, 27(2):89-89.

      摘要 (2318) HTML (827) PDF 0.00 Byte (1843) 评论 (0) 收藏

      摘要:

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    • >高效毁伤技术
    • 锥弧结合罩形成长杆状密实EFP的可行性

      2019, 27(2):90-96. DOI: 10.11943/CJEM2018051

      摘要 (1657) HTML (833) PDF 0.00 Byte (2991) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了进一步提高爆炸成型侵彻体(EFP)的侵彻能力,基于大锥角罩结构的圆弧段设计,提出了一种可形成长杆状密实EFP的锥弧结合罩。分析了锥弧结合罩与传统的大锥角罩和弧锥结合罩在压垮过程中的区别。运用LS-DYNA仿真软件,计算得到了锥弧结合罩的结构参数(曲率半径、锥角、壁厚)对EFP速度、长径比、密实度等侵彻体成型参数的影响规律。找出了EFP成型较佳时各结构参数的取值范围:曲率半径为1.1~1.3倍装药口径,锥角为155°~160°,壁厚为0.04~0.046倍装药口径,并设计得到了一种可形成长径比为2、密实度为0.88的EFP的锥弧结合罩结构。

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    • 一种异面棱柱战斗部威力特性的数值模拟

      2019, 27(2):97-103. DOI: 10.11943/CJEM2018143

      摘要 (1589) HTML (1000) PDF 0.00 Byte (2803) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高战斗部在不同弹目交会距离下的毁伤概率,模拟了一种平面和凸面交错布置的异面棱柱战斗部结构,分析了不同面上所形成破片束的飞散形态和威力参数。研究结果表明,该结构战斗部可以形成两种威力特性的破片束,即速度高而飞散角小的破片束和速度低而覆盖范围大的破片束,可分别用于打击不同弹目距离下的目标;偏心多点起爆可提高平面破片平均速度21.68%,减小飞散角3.38°,在提高起爆点对侧破片威力的同时不改变异面战斗部可形成两种不同威力破片束的性质;侧向两线起爆在保证破片速度不降低的情况下可获得4.94°的平面破片束偏转角,高于其它起爆方式,可在大弹目交会距离下实现对目标的末端瞄准,提高目标毁伤概率。

    • 锥角对具有PELE效应的EFP成型影响的数值仿真分析

      2019, 27(2):104-112. DOI: 10.11943/CJEM2018139

      摘要 (1585) HTML (1097) PDF 0.00 Byte (2840) 评论 (0) 收藏

      摘要:为增强反轻型装甲目标弹药的毁伤能力,提出了一种内含低密度装填材料的变壁厚弧锥结合药型罩。使用有限元软件LS-DYNA分析了各锥角对爆炸成型弹丸(EFP)成型的影响规律和EFP对靶板的侵彻效应,拟合得到EFP成型参数曲线与EFP成型速度的曲线方程。结果表明,药型罩内锥角α1取166°~170.2°,装填物内锥角α2取160°~166°,装填物外锥角α3取140°~152°,药型罩外锥角α4取132°~140°时EFP成型速度较快、成型效果较好;α3对EFP成型速度、长度与径向尺寸影响最大,α1对EFP中心厚度影响最大。基于研究结果对药型罩结构进行优化,优化后的药型罩能够形成具有明显横向效应增强型侵彻体(PELE)效应的EFP,在射入靶板时对其扩孔,并在穿透靶板后碎裂形成高速破片对目标内部进行二次毁伤。

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    • 基于高斯扩散模型的催泪弹气溶胶烟雾非致命效能仿真

      2019, 27(2):113-118. DOI: 10.11943/CJEM2018007

      摘要 (1868) HTML (1141) PDF 0.00 Byte (1958) 评论 (0) 收藏

      摘要:催泪弹是一种非致命防暴弹。为研究其非致命效能大小,以武警RS97-2型催泪弹为研究对象,应用高斯扩散模型研究了催泪弹气溶胶烟雾的扩散过程。分析了烟雾扩散时西埃斯(CS)催泪剂浓度和烟雾半径的变化规律。用Matlab软件编制的程序进行了仿真计算,得出以催泪弹气溶胶烟雾扩散的有效作用区域作为其非致命效能大小的衡量指标。结果表明,在风速为2 m·s-1时,一枚催泪剂装药为20 g催泪弹的气溶胶烟雾有效作用区域可达453.7 m2

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    • >研究论文
    • 甲胺盐酸盐/发烟硝酸体系中DPT硝解-亚硝解反应制备MNX

      2019, 27(2):119-124. DOI: 10.11943/CJEM2018148

      摘要 (2151) HTML (997) PDF 0.00 Byte (1754) 评论 (0) 收藏

      摘要:用CH3NH2·HCl代替NH4NO3作为3,7-二硝基-1,3,5,7-四氮杂双环[3.3.1]壬烷(DPT)与发烟硝酸反应的添加剂,考察了CH3NH2·HCl对生成1-亚硝基-3,5,7-三硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷(MNX)的影响。研究了CH3NH2·HCl促进DPT与发烟硝酸反应制备MNX的工艺,考察了发烟硝酸和CH3NH2·HCl的加入量、反应时间和反应温度对反应的影响。结果表明,通过正交实验确定的最佳反应条件为:n(DPT)∶n(CH3NH2·HCl)=1∶2.5,反应时间10 min,反应温度-25 ℃。在最优反应条件下MNX的收率为78.5%。本方法避免使用NaNO2溶液和N2O4作为亚硝基来源,简化了MNX的制备工艺,且反应废液容易处理,硝酸回收率为75%。CH3NH2·HCl对DPT与发烟硝酸反应的促进作用比NH4NO3的显著,提出了CH3NH2·HCl(或NH4NO3)分解成CH3NH3(或NH3)作为Lewis碱催化剂促进DPT与发烟硝酸反应的可能机理,其中涉及到硝酸通过氧化还原反应生成亚硝酸作为亚硝基来源的过程。

    • 亚甲氨基硝基胍(MANG)的合成、晶体结构及热行为

      2019, 27(2):125-130. DOI: 10.11943/CJEM2018184

      摘要 (1649) HTML (1992) PDF 0.00 Byte (1581) 评论 (0) 收藏

      摘要:以氨基硝基胍(ANQ)和甲醛为原料,合成了新的化合物亚甲氨基硝基胍(MANG),并对其反应过程进行了分析。采用X-射线单晶衍射仪分析了MANG的晶体结构,结果表明,其晶体属于正交晶系,空间群为Pnn2,每个晶胞中包含4个MANG分子,晶体密度为1.63 g·cm-3。通过差示扫描量热法(DSC)和热重分析技术(TG-DTG)研究了MANG的热行为,其只呈现一个非常剧烈的放热分解过程。在5 ℃·min-1的升温速率下,MANG的分解峰温和放热量分别为170.9 ℃和1440 J·g-1。计算得到MANG的标准摩尔燃烧热和生成焓分别为-1526.09 kJ·mol-1和33.81 kJ·mol-1。用Kamlet-Jacobs方程预估MANG的爆速(7.1 km·s-1)和爆压(20.9 GPa)均小于ANQ,但高于三硝基甲苯(TNT)。MANG的撞击感度(>7.9 J)低于ANQ(3 J)和黑索今(RDX)(7.4 J)。

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    • GAP基自修复粘结剂的制备及性能

      2019, 27(2):131-136. DOI: 10.11943/CJEM2018169

      摘要 (1751) HTML (1169) PDF 0.00 Byte (1367) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了延长粘结剂的储存寿命,采用一步法将具有可自修复性能的双硫官能团引入叠氮粘结剂中,首次合成了具有自修复性能的聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基自修复粘结剂。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和光学显微镜对其结构和表面形貌进行表征,在此基础上,通过自修复前后拉伸强度的变化,考察了不同自修复温度和不同自修复时间下的自修复效率。结果显示:合成的GAP基自修复粘结剂具有聚氨酯结构,60 ℃下24 h后表面裂纹基本愈合完全。提高自修复温度和延长自修复时间,均有助于提高体系的自修复效率。同时随着交联剂质量分数的增加,自修复效率先提高后降低,其中交联剂质量分数为8%的配方,自修复效率可达98.2%,相对于自修复效率为61.7%的对比样,表明双硫官能团的引入能够提高体系的自修复效率。

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    • 龙骨状纳米结构TATB的构筑与热分解动力学研究

      2019, 27(2):137-143. DOI: 10.11943/CJEM2018129

      摘要 (1520) HTML (1260) PDF 0.00 Byte (1334) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于纳米结构对材料性能的调控,采用溶剂/非溶剂法来构筑三氨基三硝基苯(TATB)的纳米结构。通过强的非溶剂效应和温度效应,制备得到龙骨状纳米结构TATB。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)与透射电镜(TEM)观察样品的微观形貌,X射线衍射分析(XRD)和激光粒度分析仪测试样品的晶相和粒径分布。结果表明,所得样品整体呈龙骨状结晶,晶型较原料TATB未发生改变,粒径分布为70~400 nm。不同升温速率下的热分析结果表明,龙骨状TATB的热分解峰温较原料TATB提前1.54~2.91 ℃,表观活化能(Ea)提高0.29 kJ·mol-1,对热刺激的敏感性降低;通过微分法计算得出龙骨状TATB的热分解机理为随机核化,每一粒子有一个核,而原料则为三维扩散,其动力学方程为球形对称的Jander方程。

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    • 氧化钌点火桥电爆及点火性能

      2019, 27(2):144-148. DOI: 10.11943/CJEM2018112

      摘要 (1564) HTML (710) PDF 0.00 Byte (1678) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了简化氧化钌(RuO2)点火桥制作工艺,提高输出能量,并能满足低能发火及快速响应的要求,采用低温共烧陶瓷技术设计并制作了30种不同结构尺寸的V型氧化钌点火桥,研究了点火桥在恒压激励下的电爆性能,根据B/KNO3点火药的点火试验结果,评估其点火能力。结果表明,V型结构设计有利于提高桥区电流密度,在V型桥的最窄处容易形成热点,有利于降低电爆所需能量;V型氧化钌点火桥的夹角、长宽比以及最窄处宽度对其电爆性能影响较大。在40 V恒压激励下,V型氧化钌点火桥夹角为60°,长宽比为0.43,最窄处宽度为100 μm时,电爆所需输入能量小为1.47 mJ,输出能量最大为8.46 mJ,可以点燃B/KNO3点火药。

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    • 基于Al/CuOx复合薄膜半导体桥间隙点火性能研究

      2019, 27(2):149-154. DOI: 10.11943/CJEM2018167

      摘要 (1621) HTML (1091) PDF 0.00 Byte (1362) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提升半导体桥(SCB)的点火能力,尤其是点燃钝感药剂的能力,采用磁控溅射技术将Al/CuOx复合薄膜与半导体桥相融合,形成含能点火器件,并研究了该含能点火器件的发火感度和点火能力。采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)、X-射线衍射仪(XRD)研究了Al/CuOx复合薄膜的微观形貌和组成。结果表明,在溅射过程中氧化铜薄膜主要以黑铜矿(Cu21+ Cu21+O3)形式存在;复合薄膜中Al、Cu、O三种元素质量分数分别为28.8%,32.5%和38.7%,且Al与Cu原子比例接近于理论比1∶1;差示扫描量热仪(DSC)显示Al/CuOx复合薄膜放热量约为2175.4 J·g-1;高速摄影技术测试Al/CuOx复合薄膜的燃烧速率约为3.0 m·s-1;兰利法测得该含能点火器件50%发火电压为8.45 V,99.9%发火电压为12.39 V。点火能力实验表明,在点火间隙为4 mm时,该含能器件能够点燃钝感点火药硼-硝酸钾(B/KNO3)药片,显著提升了半导体桥的点火能力。

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    • 多层Al/Ni含能薄膜在电容放电激励下的能量释放特性和规律

      2019, 27(2):155-161. DOI: 10.11943/CJEM2018173

      摘要 (1551) HTML (675) PDF 0.00 Byte (1539) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究Al/Ni含能薄膜的能量释放特性和规律,采用微细加工方法制备了双“V”型夹角的Al/Ni含能薄膜换能元。研究了Al/Ni含能薄膜换能元在47 μF固体钽电容放电激励下的能量释放特性和规律。电爆炸测试时,用自主研制的ALG-CN1储能放电起爆仪作激励电源。电容器用47 μF固体钽电容,充电电压为10~45 V。用高速摄影仪(HG-100K)观察换能元的发火过程。用数字示波器(LeCroy44Xs,4通道)记录换能元发火时电流、电压随时间的变化曲线。结果表明,Al/Ni含能薄膜换能元在电容激励下的电爆过程按照电流变化率(dI/dt)可以分为三个阶段:回路寄生电感的储能,换能元的电爆炸及等离子体加热。与相同桥型的NiCr薄膜换能元比较,所制备的Al/Ni含能薄膜换能元具有输出能量高以及电爆后产生的火花飞溅距离长的特点。发火回路的寄生电感对于换能元的起爆具有重要作用。Al/Ni含能薄膜换能元电爆炸时的输出能量主要来源于两部分:电容的输入能量和含能薄膜释放的化学能。

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    • 改性B炸药主要组分的近红外光谱检测方法

      2019, 27(2):162-166. DOI: 10.11943/CJEM2018120

      摘要 (1659) HTML (1158) PDF 0.00 Byte (1720) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用近红外光谱技术,研究了改性B炸药近红外光谱快速组分检测方法。采用偏最小二乘法(PLS)建立了主要组分梯恩梯(TNT)和黑索今(RDX)的定量模型。所建模型的交互验证决定系数(R2)分别为0.9611、0.9415,内部交互验证的均方根误差(RMSECV)分别为0.478%、0.501%,外部验证的均方根误差(RMSEP)分别为0.555%、0.521%,表明所建定量模型具有较高的准确度和精密度。用近红外法的测定值与标准分析法的参考值进行t检验的计算结果为tRDX=1.03,tTNT=0.72,均小于临界值t9=2.26(α9=0.05),这表明,近红外光谱法与标准分析法无显著性差异。

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    • >综述
    • 微芯片爆炸箔起爆器及其平面高压开关研究进展

      2019, 27(2):167-176. DOI: 10.11943/CJEM2018146

      摘要 (1859) HTML (4718) PDF 0.00 Byte (5241) 评论 (0) 收藏

      摘要:爆炸箔起爆系统(Exploding Foil Initiator system, EFIs)的每一次技术升级都伴随着设计理念和制造工艺的革新,尤其是微机电系统(Micro Electro Mechanical System, MEMS)和低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics, LTCC)工艺,极大地促进了微芯片爆炸箔起爆系统(Micro Chip Exploding Foil Initiator system, McEFIs)的发展。简要分析了两种工艺制备微芯片爆炸箔起爆器(Micro Chip Exploding Foil Initiator, McEFI)的优缺点,列举了几种平面高压开关在电容放电单元(Capacitor Discharge Unit, CDU)中的工作性能,得出了开关的设计思路和研究方法的可行性。基于MEMS工艺和LTCC工艺制备及研究McEFI、平面高压开关和平面高压开关集成McEFI,分别总结了国内外的研究进展。提出了重点研究方向:深入研究MEMS工艺制备McEFI及其平面高压开关,以达到工程化应用;采用LTCC工艺,一体化烧结可制备具有独石结构的平面高压开关和McEFI。

    • >读者·作者·编者
    • 2019年第2期封面

      2019, 27(2).

      摘要 (1444) HTML (458) PDF 1.21 M (1298) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 2019年第2期目录

      2019, 27(2).

      摘要 (1326) HTML (470) PDF 755.52 K (1241) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 2019年第2期图文摘要

      2019, 27(2):Ⅰ-Ⅴ.

      摘要 (1414) HTML (453) PDF 5.79 M (1207) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 《含能材料》“含能共晶”征稿

      2019, 27(2):103.

      摘要 (1437) HTML (465) PDF 745.92 K (987) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 《含能材料》“观点”征稿

      2019, 27(2):118.

      摘要 (1318) HTML (477) PDF 789.62 K (1021) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 《含能材料》“损伤与点火”征稿

      2019, 27(2):136.

      摘要 (1325) HTML (425) PDF 770.85 K (962) 评论 (0) 收藏

      摘要:

固体推进剂的多尺度力学行为

年第卷第

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