摘要:

摘要:为了发展新型的四唑类化合物，制备了一水合双四唑乙烷·四水合镁（［Mg（BTE）（H₂O）₄］_n·nH₂O）和双四唑乙烷·五水合钙（［Ca（BTE）（H₂O）₅］_n）两种新型四唑类化合物，采用溶剂挥发法培养了［Mg（BTE）（H₂O）₄］_n·nH₂O和［Ca（BTE）（H₂O）₅］_n的晶体，通过X射线单晶衍射法、红外光谱法和元素分析法对结构进行了表征。利用差示扫描量热（DSC）和热重（TG-DTG）等热分析方法研究了两种化合物的热分解性能，采用Kissinger法和Ozawa法求解了非等温动力学参数。结果表明：［Mg（BTE）（H₂O）₄］_n·nH₂O的晶体属于单斜晶系，P2₁/c空间群，晶胞参数为a=9.0367（18） Å，b=9.1427（18） Å，c=7.4491（15） Å，β=103.51（3）°，Z=2，［Ca（BTE）（H₂O）₅］_n的晶体属于正交晶系，Pnnm空间群，晶胞参数为a=11.205（2） Å，b=13.605（3） Å，c=7.1415（14） Å，Z=4。［Mg（BTE）（H₂O）₄］_n·nH₂O的第一放热峰峰顶温度为387.7 ℃，［Ca（BTE）（H₂O）₅］_n的第一放热峰峰顶温度为415.8 ℃。

摘要:以3，4-双（4′-硝基呋咱-3′-基）呋咱为原料，与羟胺溶液一步法合成了一种新型七元环化合物7-羟基三呋咱并［3，4-b： 3′，4′-f：3″，4″-d］氮杂环庚三烯（HYTF），并利用红外光谱、核磁共振、元素分析对产物进行了表征。通过规范不变原子轨道方法完成了HYTF的¹³C NMR和¹⁵N NMR理论模拟，结合实验数据实现了HYTF的¹³C NMR和¹⁵N NMR的准确归属。发现3，4-双（4′-硝基呋咱-3′-基）呋咱与羟胺在不同反应温度条件下可分别生成HYTF和7H-三呋咱并［3，4-b：3′，4′-f：3″，4″-d］氮杂环庚三烯（HATF），提出了HYTF与羟胺作用生成HATF的反应机理。基于实测密度（ρ=1.86 g·cm^-3）和预估生成焓（Δ_fH（s）=573.8 kJ·mol^-1），利用Explo5（V6.04）软件预估HYTF的爆速和爆压分别为8181 m·s^-1和28.0 GPa。采用差示扫描量热仪（DSC）研究了HYTF的热分解过程，其热分解峰温为161.8 ℃。

摘要:为了获得可在微米尺度下可靠传爆的含能薄膜，以六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）为主体炸药，以乙基纤维素（EC）和聚叠氮缩水甘油醚（GAP）为复合黏结体系，选用适量的低沸点溶剂，设计了两种适用于微喷直写工艺的油墨配方，并且采用双喷头微喷直写装置对两种油墨材料进行了直写成型。采用扫描电子显微镜、MZ-220SD电子密度计、X射线衍射仪等对成型样品进行了表征，获得了含能薄膜的撞击感度、热分解性能和传爆临界厚度。结果表明：CL-20基含能薄膜表面光滑，内部存在多个微小孔隙， CL-20颗粒较小，晶型为ε型，含能薄膜的成型密度为1.547 g·cm^-3，达到最大理论密度的79.2%。CL-20基含能薄膜的热分解表观活化能为241.21 kJ·mol^-1，撞击感度特性落高为65.7 cm，临界传爆尺寸为1.0 mm×0.045 mm。

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。

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。

摘要:为了准确描述爆炸成型弹丸（Explosively Formed Projectile，EFP）垂直侵彻有限厚靶板后效破片云的形状，基于量纲分析及正交设计理论，利用AUTODYN软件中SPH算法研究了EFP成型参数、弹靶材料参数对靶后破片云形状的影响，建立了EFP垂直侵彻靶后破片云形状的数学描述模型。利用该模型计算了EFP垂直侵彻靶后破片云形状参量长半轴，并和仿真结果及相关试验结果进行对比，结果表明，该模型计算的后效破片云长半轴结果与相关试验结果误差控制在3%以内，能够准确描述EFP垂直侵彻有限厚靶板后效破片云的形状。

摘要:为了获取不同工况下工程内部冲击波的传播规律，采用可拼装式钢结构单元组成地下工程模型进行了48次不同炸高的模拟爆炸试验，在模型结构内部侧壁安装压阻式压力传感器测量冲击波波形，由实测数据拟合了深钻地爆炸条件下地下工程内冲击波正压冲量和正压作用时间的工程算法模型。结果表明，冲击波特征参量的取值主要与覆盖层配筋率、装药的比例炸高与比例爆距、结构横截面比例直径有关；模型相关系数大于0.8，平均误差小于20%，能为地下工程抗爆炸毁伤分析与设计提供荷载依据。

摘要:为了更好地研究传爆序列中主装药在传爆药作用下的爆轰成长特性，采用高速扫描相机，捕捉主装药柱中爆轰波沿侧面轴线的传播轨迹，结合数值模拟计算分析了起爆传爆过程。研究表明，与奥克托今（HMX）基理想炸药相对比，传爆药的尺寸变化对TATB基非理想炸药爆轰波的发展过程影响更明显，特别是当传爆药柱尺寸减小至Φ10 mm×5 mm时，TATB基炸药爆轰波的成长距离更长，爆轰波发展至40 mm位置处才趋于稳定爆轰。与一维冲击起爆过程不同的是，小尺寸传爆药柱冲击起爆作用下，主装药柱中爆轰成长过程表现为二维效应，因此沿轴向和径向化学反应速率的明显差异对爆轰传递的可靠性起重要作用。

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。

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。

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（η_P）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（δ_h）相比，本研究获得的炸药晶体微塑性η_P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。

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。

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。

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