CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS
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    • 舱内设备对爆载荷毁伤效应影响的对比分析

      2020, 28(3):261-267. DOI: 10.11943/CJEM2019094

      摘要 (943) HTML (536) PDF 0.00 Byte (4387) 评论 (0) 收藏

      摘要:舰艇舱室内常按其功能要求安装布置有不同的设备,目前舱室内爆毁伤相关研究主要关注毁伤元对无设备舱室结构的毁伤,而很少考虑舱室内设备对于毁伤效应的影响。基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA,建立了带加强筋舱室模型,分别分析了没有安装设备、安装一台设备和对称安装两台设备等三种工况的舰艇舱室,在受战斗部装药内部爆炸载荷作用时舱室结构和设备机柜等效物的毁伤情况,对比分析了设备对毁伤效应的影响。通过对比分析三种工况下毁伤过程、测点压力变化及舱壁飞散速度的结果表明,爆炸发生后,受设备遮挡作用,不同数量的设备将对舱室内部流场分布及角隅部位冲击波的汇聚产生影响,降低了舱室内的最大超压值、改变了最大超压出现的位置,使舱室结构的破坏过程发生变化。

    • 蜂窝状ZnCo2O4的制备及对AP和CL-20热分解行为的影响

      2020, 28(6):544-551. DOI: 10.11943/CJEM2019165

      摘要 (681) HTML (346) PDF 0.00 Byte (4355) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究双金属氧化物在固体推进剂中的催化性能,采用溶剂热法及热退火工艺成功制备出在镍泡沫(NF)上生长的蜂窝状ZnCo2O4(honeycombs ZnCo2O4, ZnCo2O4(HCs)),并通过X射线粉末衍射(XRD),X射线光电子能谱仪(XPS),傅里叶红外光谱仪(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM)及N2吸附-脱附测试对其物相组成和形貌结构进行了表征分析。采用差示扫描量热法(DSC)研究了制备的ZnCo2O4(HCs)对高氯酸铵(AP)和六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的催化性能。结果表明,当ZnCo2O4(HCs)用量为20%时,ZnCo2O4(HCs)/AP和ZnCo2O4(HCs)/CL-20最低热分解峰温,分别为575.01,521.55 K。与纯AP和CL-20相比,ZnCo2O4(HCs)/AP和ZnCo2O4(HCs)/CL-20复合物的放热分解峰温分别提前了101.87,3.73 K,热分析动力学计算表明它们的表观活化能分别降低了17.88, 6.23 kJ·mol-1。与文献报道的纳米微晶状(NCs)、纳米线状(NWs)及纳米球状(NSs)ZnCo2O4相比,蜂窝状ZnCo2O4呈现出良好的催化活性,这可归因于ZnCo2O4(HCs)的多孔结构和大比表面积,能够为热分解反应提供丰富的活性位点。

    • 两种多硝基偶氮苯类含能化合物的合成及其性能

      2020, 28(4):344-351. DOI: 10.11943/CJEM2019092

      摘要 (941) HTML (670) PDF 0.00 Byte (2904) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研制新型耐热含能材料,合成了2,2′,4,4′,6,6′-六氯-3,3′,5,5′-四硝基偶氮苯(HCTNAB)和4,4′-二氯-2,2′,3,3′,5,5′-六硝基-6,6′-二甲氧基偶氮苯(DCHNDOCAB) 两种新型的多硝偶氮苯化合物,通过元素分析、FTIR、X-射线单晶衍射等表征了合成产物结构,应用DSC和TG-DTG研究了其热稳定性,其中HCTNAB分解温度为266.8 ℃,DCHNDOCAB分解温度为269 ℃。基于Gaussian 09程序、在6-311++G**基组水平上用B3LYP法对DCHNDOCAB分子结构进行优化和性能预估。研究发现:HCTNAB的是一种重要的含氯含能中间体;计算得DCHNDOCAB的爆速达到7117 m·s-1,爆压为21.0 GPa,有望成为一种新型的偶氮类耐热炸药。

    • 裂解态正癸烷点火延迟时间的理论研究(英)

      2020, 28(5):398-406. DOI: 10.11943/CJEM2020012

      摘要 (895) HTML (435) PDF 0.00 Byte (5703) 评论 (0) 收藏

      摘要:在先进飞行器发动机中,吸热碳氢燃料在进入燃烧室之前会发生热裂解反应,生成未反应燃料和小分子裂解产物的混合物(称为裂解态燃料)。本工作研究了在1300~1800 K、0.1~3.0 MPa和当量比为1.0的条件下,不同的裂解转化率、裂解压力、点火压力和自由基对正癸烷裂解着火特性的影响。通过采用一种精确的组合机理,从理论上计算了流动反应器中3.0和5.0 MPa下正癸烷裂解组分,与文献中的实验结果吻合较好。结果表明,正癸烷在 3 MPa和5 MPa下裂解的出口转化率分别为46.2%和 58.8%,裂解产物分布一致,但乙烯的含量随着压力的升高明显的降低,而烷烃含量随着压力的增大而增加。尽管自由基总体含量很低,但在3 MPa条件下裂解产物中的自由基浓度依然高于5 MPa条件下。对于点火延迟时间的计算结果则表明,裂解态正癸烷的点火延迟时间随着转化率的增大而延长,且在5 MPa下随着转化率的变化更明显。相同转化率下,5 MPa下的裂解态正癸烷的点火延迟时间比3 MPa下更短。此外,与无自由基的裂解正癸烷相比,裂解正癸烷中自由基的存在可以加速着火过程,转化率小于40%时,着火延迟时间缩短15%以上。

    • RDX基含铝炸药爆炸电磁辐射信号特性实验研究

      2020, 28(5):475-482. DOI: 10.11943/CJEM2019261

      摘要 (882) HTML (469) PDF 0.00 Byte (4377) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了得到黑索今(RDX)以及RDX基含铝炸药爆炸过程中的电磁辐射信号特征,采用宽带天线测量系统对炸药爆炸电磁辐射信号进行了实验研究。结果表明,RDX以及RDX基含铝炸药爆炸电磁辐射信号发生时刻与起爆时刻相比有明显延迟。距爆心2 m处,爆炸电磁辐射信号强度在1.87~15.20 V·m-1范围内,随距离的增加而衰减。当含铝量从0~20%时,爆炸电磁辐射信号强度随含铝量的增加而增强;当含铝量从20%~30%时,爆炸电磁辐射信号强度随含铝量的增加而降低。RDX及RDX基含铝炸药爆炸电磁辐射信号频率主要分布在500 MHz以内,铝的添加会改变爆炸电磁辐射信号的频率成分,不同含铝量炸药爆炸电磁辐射信号频谱不同。

    • 分子钙钛矿含能材料的合成、表征及吸湿性

      2020, 28(6):539-543. DOI: 10.11943/CJEM2019143

      摘要 (836) HTML (457) PDF 0.00 Byte (3521) 评论 (0) 收藏

      摘要:以高氯酸铵、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷、高氯酸为原料制备出了具有分子钙钛矿结构的新型含能材料(H2dabco)[NH4(ClO4)3](DAP, dabco=N(CH2CH2)3N),利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)对晶体的结构与形貌进行了表征,采用热重与差示扫描量热法联用(TG-DSC)对DAP与高氯酸铵(AP)的热分解性能进行研究,并采用增重法对二者的吸湿性进行了研究。结果表明,DAP是一种在结构与形貌上不同于AP的新晶体;DAP的放热峰温为385 ℃,放热量为3157 J·g-1,与重结晶后的AP相比,放热峰温升高了19 ℃,放热量增加了2221.9 J·g-1; 测定AP的吸湿率为0.560%,(H2dabco)[NH4(ClO4)3]的吸湿率仅为0.044%,表明该方法有效地降低了AP的吸湿性。

    • 甲烷爆炸初期关键自由基化学发光与爆炸压力的耦合关系分析

      2020, 28(8):779-785. DOI: 10.11943/CJEM2019296

      摘要 (457) HTML (323) PDF 1.37 M (2791) 评论 (0) 收藏

      摘要:为建立甲烷爆炸初期微观化学反应机理与宏观爆炸压力之间的联系,利用20L标准球型爆炸测试装置和光栅光谱仪采集了甲烷爆炸初期爆炸压力数据,采用光谱分析和数据同步分析方法研究了CO2、C2、CHO•、OH•、C3等关键激发态自由基及分子的光谱强度和爆炸压力的耦合变化关系。研究表明,CO2在爆炸升压阶段大量生成;C2、CHO•在爆炸感应期内大量产生,在爆炸升压阶段大量消耗;OH•含量在整个甲烷爆炸的过程中处于较高水平。微观角度CO2大量生成在宏观上部分表现为爆炸压力的迅速上升,其含量变化趋势与升压过程呈正相关关系;C2、CHO•迅速消耗在宏观上部分表现为爆炸压力的迅速上升,其含量变化趋势与升压过程呈负相关关系。在爆炸感应期减少C2、CHO•的生成,降低其含量;在整个甲烷爆炸的过程中抑制OH•产生,降低其含量;减少或抑制CO2的生成,可以减缓或抑制爆炸进程,有效减小甲烷爆炸的压力。

    • 基于瑞利表面波的曲面PBX表面裂纹深度检测的数值模拟(英)

      2020, 28(8):749-758. DOI: 10.11943/CJEM2019156

      摘要 (583) HTML (198) PDF 4.13 M (2561) 评论 (0) 收藏

      摘要:聚合物黏结炸药(PBXs)在生产、运输和储存的阶段可能会出现裂纹等损伤。炸药的表面裂纹对其物理属性和轰爆性能有重要的影响。表面裂纹深度的定量检测对于加工去除其表面裂纹有重要意义。为了研究利用超声表面波对PBX的表面裂纹进行裂纹深度的检测和表征的可行性,采用有限元数值模拟的方式对超声波在曲面PBX中的传播和散射规律进行研究。对不同频率的瑞利表面波在柱面和球面PBX上传播的运动规律、表面波与不同深度裂纹相互作用的反射和透射规律,以及根据表面波与裂纹的相互作用进行裂纹深度反演进行了研究。有限元数值模拟结果表明曲面PBX上的表面裂纹深度可以通过瑞利表面波的反射波和透射波的幅值变化模式进行推导。

    • 利用ZIF-8@Ag复合材料构筑SERS基底及其对痕量TNT的检测

      2020, 28(2):164-169. DOI: 10.11943/CJEM2019075

      摘要 (1005) HTML (535) PDF 0.00 Byte (4567) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用表面增强拉曼散射(SERS)技术检测痕量梯恩梯(TNT),采用光还原法合成的ZIF-8@Ag复合材料作为SERS基底,利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)对复合材料的结构和性能进行表征。结果表明,银纳米颗粒(AgNPs)均匀分布在ZIF-8表面;复合材料具有良好的SERS增强活性,对奈尔兰(NBA)的增强因子为8.84×103;利用自组装技术将探针4-巯基苯酚(4-ATP)修饰在基底表面,探针4-ATP与TNT的分子间π-π作用使其对TNT有选择性识别效果,检测TNT的浓度低至10-9 mol∙L-1

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