• 含氮桥头类含能稠环的合成和性能研究

  钱亚东, 尹平, 庞思平

  优先出版日期:2023-09-14  DOI: 10.11943/CJEM2022103

  摘要(41) HTML(106) PDF(1.32 M)( 181)

  摘要：稠环含能化合物由两个或两个以上的共用原子和一个化学键的环构成，具有较大π-π共轭结构，是一类热门的新型含能材料。含能稠环独特的多环共面结构和较大共轭体系，表现出良好的安定性，同时多个含氮杂环组成的共面结构还使得其具有较高的生成热、较大的环张力和优异的能量水平，能够在高性能和分子稳定性之间取得平衡。含氮桥头类稠环骨架以C—N键为共用键连接多个氮杂环，此类稠环大多具有良好的密度、稳定性和多个可修饰位点，是含能稠环领域中的一类新型含能骨架。本研究简要介绍了近年来报道的氮桥头型含能稠环化合物的合成、爆轰性能和稳定性研究，为该类化合物后续的研究和发展提供一定的参考。

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• 含能化合物量子化学数据库的设计及应用

  黄鑫, 张朝阳

  优先出版日期:2022-11-04  DOI: 10.11943/CJEM2022177

  摘要(381) HTML(340) PDF(1.11 M)( 2803)

  摘要：高精度计算水平下的量子化学数据对于含能化合物的设计、合成以及表征具有重要意义。因此，建立含能化合物量子化学数据库，收集含能化合物在高精度计算水平下的量子化学数据，既能够避免重复性的计算研究与资源消耗，也保证了数据质量以便进行深入分析及知识挖掘，进而获得可靠的含能化合物结构与性质的分析预测模型。本文总结并梳理近年来量子化学计算所获得的含能化合物关键性结构和性质数据种类、数据库与高通量虚拟筛选相结合的含能化合物分子设计进展；并从量子化学计算标准与数据模型的选择、数据库以及数据库管理系统的开发等角度，对含能化合物量子化学计算数据库的设计与应用进行了展望，包括：（1）明确基准计算方法与性质预测模型以产生本领域专用性的数据；（2）建立开放共享的数据库以实现与高通量虚拟筛选相结合；（3）开发数据库管理系统以实现查询、获取与知识挖掘，以期为含能化合物量子化学数据库的设计及实际应用提供有益的参考。

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• RDX含量对改性双基推进剂热安全特性的影响

  程万里, 高鹏, 吕春玲, 余思禹, 柳梦辉, 谢木阳

  优先出版日期:2022-11-18  DOI: 10.11943/CJEM2022194

  摘要(271) HTML(360) PDF(1.98 M)( 2604)

  摘要：为探究改性双基推进剂的热安全特性，采用差示扫描量热法（DSC）对黑索今（RDX）含量分别为0，18%，46%和54.6%的改性双基推进剂的热分解行为进行了研究，得到了升温速率2，5，10 ℃·min^-1和20 ℃·min^-1下的热分解温度。通过热反应动力学分析计算了其表观活化能、指前因子、反应速率、吉布斯自由能、活化焓及活化熵，分析了RDX含量对双基组分及表观活化能的影响规律。通过慢速烤燃和5 s爆发点试验得到不同RDX含量改性双基推进剂的响应特性。结果表明，配方中RDX含量为18%时，表观活化能最大，慢速烤燃和5 s爆发点响应温度和响应剧烈程度最低；随着RDX含量的增加，DSC第一分解峰温后移，表观活化能降低，双基推进剂的慢速烤燃响应温度向高温方向移动，体系热敏感性降低，但响应等级随之提升；当RDX含量在46%及以上时，响应等级为爆炸，不能通过慢速烤燃试验考核；5 s爆发点温度随着RDX含量的增加向高温方向移动，且上升趋势较为明显，改性双基推进剂的热安定性有所提升。

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• 某中小口径武器用梯度硝基发射装药效应

  李世影, 肖忠良, 李宇, 丁亚军, 石玉东, 赵剑春

  优先出版日期:2023-07-14  DOI: 10.11943/CJEM2022243

  摘要(92) HTML(144) PDF(1.63 M)( 538)

  摘要：针对某中小口径武器发射烟焰大、刺激性气味强等问题，采用化学脱硝法，制备了不同脱硝程度的梯度硝基七孔发射药，对其理化性能、静态燃烧性能、内弹道性能、发射有害现象进行了研究，并基于最小自由能法，研究了樟脑钝感剂用量与脱硝程度对发射药可燃气体（CO、H₂）含量、未氧化碳值的影响规律。结果表明：随着脱硝程度的增加，发射药的爆热从4001 J·g^-1降低至3517 J·g^-1，弧厚从0.92 mm降低至0.89 mm、安定剂含量从2.60%降低至1.95%、安定性未发生变化，最大动态活度对应的相对压力B_m增加至0.66，燃烧渐增性逐渐提升；在相当膛压下，发射药燃烧渐增性越好，弹丸初速越高，并建立了装药量、膛压、初速之间的对映耦合关系，获得了梯度硝基发射药内弹道性能的数字表达与控制方法；当爆热值相当时，与樟脑钝感发射药相比，梯度硝基发射药燃气中可燃气体含量低、未氧化碳含量少；射击试验中发现，梯度硝基发射药火焰小、刺激性气味小，具有较少的发射有害现象。

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• 三种典型含能材料热分解特性调控研究进展

  王小龙, 巨荣辉, 张耀远, 吴芹, 史大昕, 陈康成, 黎汉生

  优先出版日期:2023-06-25  DOI: 10.11943/CJEM2022250

  摘要(84) HTML(268) PDF(1.61 M)( 688)

  摘要：含能材料在国防以及民用等领域均有重要的战略价值。其中，热分解特性是直接关系到含能材料能否有效应用的最主要特征之一，明确含能材料的热分解行为及机理对进一步提高其热分解效率或抑制其不稳定分解至关重要。以3种典型含能材料：环四亚甲基四硝胺（HMX）、六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）和3，4-二硝基呋咱基氧化呋咱（DNTF）为研究对象，从关乎热分解特性的基础物化性质展开介绍，总结其相关热分解行为及机理，重点论述了影响其热分解特性的材料结构特征和添加剂类型。发现硝基脱除是热分解发生的关键步骤，而富含活性中心的金属元素材料和富含活泼基团的有机类材料易与硝基作用，能加快热分解过程。无机非金属材料则因其具有较大的比表面积和优异的气体扩散能力也可起到促进分解的作用。以共晶、包覆、加入钝感剂为主的3种方法被广泛用于提高这3种含能材料的热稳定性能。在热分解机理研究基础上，开展热分解促进剂和抑制剂的设计研发，这将有效推动含能材料热应用的创新发展，成为未来含能材料热分解特性的研究重点。

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• 硝化石墨烯诱导CL-20自组装堆垛结构的制备及性能

  罗川东, 罗庆平, 贾浩巍, 伍波, 李兆乾, 段晓惠

  优先出版日期:2023-07-21  DOI: 10.11943/CJEM2022260

  摘要(44) HTML(180) PDF(2.19 M)( 500)

  摘要：为改善六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）的安全性能，用硝化石墨烯（NG）作为结晶诱导剂，通过溶剂-非溶剂法制备了具有自组装堆垛结构的CL-20。采用场发射扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、同步热分析仪（DSC-TG）对所制备的CL-20的形貌、结构、热性能进行了表征，并对其机械感度进行了测试分析。结果表明，在不同含量NG的诱导下，CL-20重结晶成方形片状晶体，并自组装堆垛成花瓣型、螺型、塔型等结构。在CL-20自组装堆垛结构的形成过程中，NG的诱导作用体现在其片层对CL-20的吸附作用以及其活性基团与CL-20的基团之间形成氢键上。与原料CL-20相比，自组装堆垛结构CL-20热分解温度降低约5 ℃，热分解焓最大提高约33%，质量损失从81%提高到99%，机械感度大幅降低。当NG含量为0.5%时，诱导结晶形成的自组装花瓣结构CL-20的撞击感度最低，为6 J。

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• 基于端羟基含氟黏合剂的含铝浇注PBX炸药性能

  刘慧慧, 郑申声, 罗观, 李尚斌, 邓超, 黄玉东, 白永平

  优先出版日期:2023-04-20  DOI: 10.11943/CJEM2022282

  摘要(113) HTML(346) PDF(1.51 M)( 1467)

  摘要：为提高炸药密度及爆轰能量，将端羟基含氟黏合剂（密度1.40 g·cm^-3）应用于浇注PBX（polymer bonded explosive）炸药配方中。研究了甲苯二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、六亚甲基二异氰酸酯三聚体（3HDI）四种异氰酸酯固化剂对端羟基含氟黏合剂体系粘度、固化过程的影响，同时考察了固化剂对固化成型和力学性能的影响。结果表明，固化剂可显著降低黏合剂体系粘度。在25~70 ℃考察温度范围内，温度越高，黏合剂体系粘度越低。60 ℃以上端羟基含氟黏合剂体系粘度变化平缓且各体系相差较小。三官能度异氰酸酯作为固化剂，粘度、开放期及凝胶时间更适用于浇注PBX炸药制备工艺。基于88%固含量的含铝浇注炸药配方和捏合-真空吸注-固化制备工艺，以HTPB作为对比，研究端羟基含氟黏合剂对炸药制备工艺及性能的影响。端羟基含氟黏合剂基PBX炸药浇注流变性能和固化成型质量均较好，密度和爆热分别为1.96 g·cm^-3和7790 J?g^-1，较HTPB基PBX炸药分别提升6.52%和6.55%。

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• 分子钙钛矿含能材料（C₆N₂H₁₄）（NH₄）（ClO4）₃（DAP-4）在288~323 K下的各种溶剂中的溶解度（英）

  袁明羽, 刘强强, 尚宇, 周维, 邹俐, 高海翔, 刘应乐

  优先出版日期:2023-06-01  DOI: 10.11943/CJEM2022284

  摘要(116) HTML(196) PDF(758.78 K)( 937)

  摘要：溶解度是分子钙钛矿含能材料（H₆N₂H₁₄）［NH₄（ClO₄）₃］ （DAP-4）结晶工艺中的重要参数。本工作采用重量法研究了不同温度（288~323 K）下，DAP-4在不同溶剂（乙醇、乙酸乙酯、甲酸、去离子水、丙酮、环己烷、甲醇、乙腈、正丙醇）中的溶解行为，并通过Apelblat方程和λh方程建立了溶解模型。基于固液平衡的热力学原理，利用Van′t Hoff方程得到了溶出热力学参数（ΔH_d， ΔS_d， ΔG_d）。结果表明，DAP-4在水中的溶解度最大，在乙酸乙酯中的溶解度最小，其值在不同溶剂中的溶解度随温度的增加而增加；Apelblat方程拟合的溶解模型优于λh方程拟合的结果；热力学参数ΔH_d，ΔS_d和ΔG_d的均为正值说明DAP-4的溶解属于非自发吸热的过程。

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• 药型罩形位偏差对聚能装药射流成型及其破甲过程影响

  徐恒威, 梁斌, 刘俊新, 卢永刚, 李军润, 廖文军

  优先出版日期:2023-04-21  DOI: 10.11943/CJEM2022292

  摘要(94) HTML(186) PDF(2.69 M)( 1425)

  摘要：为研究药型罩形位偏差对聚能装药射流成型及其破甲过程影响，采用经脉冲X光摄影试验和侵彻深度试验验证的数值模型，探究了药型罩偏移量在0~0.05D_k范围内时罩表面压力分布情况、射流成型参数及侵彻深度的演化规律，获得满足良好射流性能的药型罩偏移量允许范围，并揭示了药型罩偏移与偏斜耦合情形下射流形态及横向速度的变化规律。结果表明：药型罩偏移影响了t=10 μs和t=12 μs时刻（压垮过程中期和中后期）罩表面压力的旋转对称分布，而t=4 μs和t=14 μs（压垮过程早期和后期）几乎不受影响；药型罩偏移量为0.0125D_k时，射流保持着良好的准直性和连续性，侵彻深度较轴对称情况下降了6.6%；当药型罩偏移量超过0.0125D_k后，射流形态呈弓形状，弯曲严重时将会发生断裂，且侵彻深度下降百分比均超过10%；当药型罩偏斜角为-0.015α，偏移量由0D_k向-0.0125D_k变化时，射流弯曲方向发生改变，弯曲程度呈先减后增的趋势变化。

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• 初始自由空腔体积对PBX-3炸药慢烤反应烈度的影响

  胡平超, 李涛, 刘仓理, 傅华, 薛洪, 胡顺治

  优先出版日期:2023-06-26  DOI: 10.11943/CJEM2023007

  摘要(69) HTML(140) PDF(2.74 M)( 663)

  摘要：为了认识初始自由空腔对约束奥克托今（HMX）基PBX-3炸药慢烤反应烈度的影响，以圣地亚热点火（SITI）实验装置为参考，设计了初始自由空腔体积率分别为1.0%和7.4%的弱约束慢烤实验装置。在相同的温升速率下开展了约束HMX基PBX-3炸药慢烤实验，通过小尺寸K型热电偶测量炸药中心平面不同位置以及壳体表面的温度变化历程，采用耐高温光子多普勒测速探头测量炸药热爆炸后壳体的运动速度，并在慢烤箱中回收实验装置残骸。结果表明：在相同的壳体约束强度和加温条件下，2种不同初始自由空腔体积率的约束PBX-3炸药均在中心区域首先发生点火反应；初始自由空腔体积率为1.0%时，热爆炸时刻壳体表面的温度更高，炸药整体温度更高，炸药点火反应后壳体加速更快、速度更高，实验装置残骸碎片更小，反应烈度更高。分析认为：初始自由空腔体积率为1.0%时，热爆炸前炸药受到的应力更大，炸药损伤更严重；炸药中心点火反应后，更大的热应力使得炸药点火反应产生的气体在中心聚集形成更高的压力，炸药燃烧速率更大，燃烧产生的高温气体更容易进入微裂纹，形成更强的对流燃烧，导致压力增长速率更快，炸药反应更剧烈。

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• 2，6-二氨基-3，5-二硝基-1-氧吡嗪的高效液相色谱分析技术

  陈玲, 赵颖彬, 冯志强, 张勇, 蒋丽春

  优先出版日期:2023-07-27  DOI: 10.11943/CJEM2023009

  摘要(41) HTML(120) PDF(1023.13 K)( 460)

  摘要：为了快速检验单质炸药2，6-二氨基-3，5-二硝基-1-氧吡嗪（ANPZO）的质量，指导ANPZO合成工艺优化，建立了ANPZO和主杂质2，6-二氨基-3，5-二硝基吡嗪（ANPZ）含量分析的高效液相色谱法。采用C18色谱柱（250 mm×4.6 mm、5 μm），以甲醇、水、三氟乙酸混合溶剂为流动相，用紫外-可见光检测器，在425 nm检测波长下，对ANPZO试样溶液进行色谱分离，结果发现，ANPZO与反应中间体ANPZ分离良好，分析时间仅为7.0 min。在0.1~0.6 mg·mL^-1的浓度范围内，ANPZO的线性相关系数为0.9996。ANPZO检出限为20 ng·g^-1，定量限为67 ng·g^-1，重复性测试结果的相对标准偏差为0.30%。

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• 点火具装药状态对其工作过程能量释放特性的影响规律

  田小涛, 李玉雪, 肖冰, 王帅中, 马伊凡, 刘佩进, 严启龙

  优先出版日期:2023-06-19  DOI: 10.11943/CJEM2023029

  摘要(56) HTML(168) PDF(7.80 M)( 690)

  摘要：为了研究火箭发动机传统颗粒型点火具工作过程中火药与包装纤维素材料的相互作用，及其药型结构对能量释放特性的影响规律，制备了系列点火药/纤维素复合样品，并采用同步热分析（DSC-TG）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）联用仪，研究了纤维素外壳对点火药热反应性能的影响。在此基础上，利用模拟点火腔研究了装药结构、装药量及配方组成对能量释放过程及燃温分布的影响规律。主要通过高速相机和高速红外热像仪获得了不同点火具的火焰结构及火焰温度分布，并与采集的压力数据进行了关联。结果表明：纤维素壳体会降低黑火药和Mg/PTFE点火药的总凝聚相反应放热量，当纤维素含量为33.33%时，2种点火药的总放热量分别降低了66.36%和29.98%，然而B/KNO₃点火药的放热量却提高了2.39倍。气相分解产物和燃烧凝相产物分析表明纤维素并未改变黑火药和Mg/PTFE热反应路径。模拟点火过程研究表明，药型为圆柱体形装药量10 g的黑火药点火具在点火燃烧过程中会发生预点火现象，点火药生成大量气体携带部分未着火颗粒先破壳再实现点火。纤维素壳体起到了一定的增压效应，为初始火焰的建立奠定了压强基础。装药结构和装药量对点火具燃温的影响不显著，燃温的差值不超过50 ℃。但方形和环形点火药盒的点火具工作时间较短，比小圆柱体形和异形点火药盒的点火具工作时间缩短42.4%左右，有利于提高点火效率。在配方影响方面，Mg/PTFE点火药的燃温最高，工作时间最短；而大粒径黑火药燃温比小粒径高，因此前者工作时间更长。

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• DNTF基层状复合温压装药爆炸过程及能量释放特性

  沈飞, 李凌峰, 王辉, 余文力, 王煊军

  优先出版日期:2023-06-16  DOI: 10.11943/CJEM2023038

  摘要(79) HTML(294) PDF(2.43 M)( 718)

  摘要：为探究3，4-二硝基呋咱（DNTF）对层状复合温压装药爆炸释能过程的影响，制备了外层装药具有不同铝粉含量（60%~94%）和不同DNTF含量（0~40%）的多种双层复合装药，采用密闭罐体进行了氮气与空气环境下的爆炸试验，并基于准静态压力与有效机械能的关联性，获得了装药在不同反应阶段的输出能量，同时结合爆炸火球的演变，分析了不同装药的铝粉后燃烧过程。结果表明，当外层装药的DNTF为40%时，其被冲击分散后，散布的DNTF颗粒极易点火并迅速增长，提升了铝粉无氧燃烧速率与云团边缘铝粉有氧燃烧速率，爆轰及无氧燃烧释放的机械能之和比同组分均匀装药提升12%；当外层装药中的DNTF由同比例的聚四氟乙烯（PTFE）替代时，铝粉抛撒后的燃烧速率大幅降低，与外层装药含DNTF的复合装药相比，释放的总机械能下降约22%，冲击波超压、温度也下降显著；当外层装药全部为铝粉时，高浓度的铝粉云团发生持续时间长且剧烈的有氧燃烧，释放的总机械能下降仅为5%，但爆轰及无氧燃烧释放的机械能之和却下降32%，冲击波超压峰值下降幅度较大。可见，复合装药外层中的DNTF组分对于提升铝粉云团的燃烧速率及爆炸早期的能量释放速率具有重要作用。

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• 热刺激作用下FOX-7颗粒形貌演化对其力学特性及感度的影响

  谢虓, 艾进, 黄靖伦, 郑保辉, 黄辉

  优先出版日期:2023-07-04  DOI: 10.11943/CJEM2023052

  摘要(51) HTML(146) PDF(1.29 M)( 603)

  摘要：为研究1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯（FOX-7） 颗粒在热刺激作用下的形貌演化过程及其对力学特性及机械感度的影响规律，选取4种具有典型粒径及形貌差异的FOX-7颗粒，通过控制加热时间与加热温度，并采用扫描电子显微镜、压缩刚度实验、机械感度测试等手段研究了FOX-7颗粒在受热后的形貌、力学特性及机械感度演化历程。结果表明，受热并恢复室温后，FOX-7颗粒表面会出现裂纹，随着加热温度升高或加热时间延长，大粒径颗粒（>100 μm）的表面裂纹进一步扩展生长并形成贯穿，颗粒层状开裂、发生片状剥离；小粒径颗粒（<100 μm）的表面裂纹不会随着加热温度升高或加热时间延长而进一步扩展生长。采用Kawakita方程对加热前后的FOX-7颗粒压制曲线进行拟合，发现受热后颗粒模量均增大，而小粒径颗粒的增幅更大。在颗粒粒径较大的情况下，FOX-7机械感度相对较低，在受热并恢复室温后仍可维持较低的机械感度；当颗粒粒径较小，FOX-7机械感度相对较高，在受热并恢复室温后，机械感度显著上升，可能与其模量增幅更大相关。

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• ANTA/TNA二元低共熔物的热分解及其熔融结晶动力学

  钟圣, 金波, 彭汝芳

  优先出版日期:2023-07-20  DOI: 10.11943/CJEM2023058

  摘要(34) HTML(138) PDF(1.06 M)( 475)

  摘要：为了获得3-氨基-2，4，6-三硝基苯甲醚（ANTA）/N-甲基-2，4，6-三硝基苯甲胺（TNA）低共熔物的热分解性能及其熔融结晶动力学参数，采用差示扫描量热法（DSC）研究了ANTA/TNA低共熔物的热分解性能，计算了热分解动力学参数；采用微热量热法研究了添加剂奥克托今（HMX）和黑索今（RDX）对ANTA/TNA低共熔物熔融结晶过程的影响，并分别利用?atava-?esták法和Avrami法分析了低共熔物非等温熔融和结晶行为。结果表明：低共熔物的热稳定性较好，热分解动力学参数与ANTA和TNA接近；低共熔物熔融过程符合一级反应动力学，升温速率对熔融动力学参数影响较大，添加剂能够一定程度减弱熔融动力学参数对升温速率的依赖程度；低共熔物的结晶过程随降温速率的增大而逐渐向低温区转移，其结晶速率随结晶度的增大而减小，在HMX介质中，结晶速率受结晶度的影响较小，在RDX中的结晶速率随结晶度的增大而增大。

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• 温湿双因素加载下超细LLM-105固相熟化行为

  段凤仪, 贺山山, 张浩斌, 黄石亮, 徐金江, 齐天骄, 李诗纯, 刘渝

  优先出版日期:2023-09-07  DOI: 10.11943/CJEM2023086

  摘要(7) HTML(148) PDF(2.55 M)( 222)

  摘要：超细2，6-二氨基-3，5-二硝基吡嗪-1-氧化物（LLM-105）具有安全性好、冲击起爆阈值低等特点，在起爆传爆序列方面具有广阔应用前景。固相熟化是超细LLM-105贮存使役过程中的主要老化行为，会导致粒径长大、性能劣化。温度、湿度是影响固相熟化的重要环境因素，但影响机制尚不清晰。为此，研究采用原位小角X射线散射（SAXS）、扫描电子显微镜（SEM）和原位原子力显微镜（AFM）等方法，捕捉不同温湿度环境下超细LLM-105颗粒结构演化行为，分析其固相熟化机制。结果表明：超细LLM-105在120 ℃下老化30 d后发生了明显的固相熟化，比表面积（SSA）下降了41.6%，熟化机制以奥斯特瓦尔德熟化（Ostwald Ripening，OR）为主导，伴随斯莫鲁霍夫斯基熟化（Smoluchowski Ripening，SR）。湿度通过促进OR显著加速超细LLM-105固相熟化，在60 ℃、90%相对湿度下老化30 d，SSA下降35.8%。

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• 3，3′-联（1，2，4-噁二唑）-5，5′-二甲醇（BOD）的水解反应机理与合成工艺

  薛达, 王小军, 徐子帅, 王守飞, 李永祥, 刘威, 曹端林

  优先出版日期:2023-08-15  DOI: 10.11943/CJEM2023108

  摘要(59) HTML(118) PDF(1.10 M)( 420)

  摘要：通过理论计算的方法探究了3，3′-联（1，2，4-噁二唑）-5，5′-二甲硝酸酯（BOM）的中间体3，3′-联（1，2，4-噁二唑）-5，5′-二甲醇乙酸酯（BODM）水解生成3，3′-联（1，2，4-噁二唑）-5，5′-二甲醇（BOD）的反应机理，采用单因素实验和正交实验优化了合成工艺，并通过单晶检测、X射线衍射（XRD）、红外光谱分析（FTIR）、核磁共振、差示扫描量热法（DSC）等对BOD的结构和性能进行分析测试。结果发现，其反应机理为BODM中的—［O］—中的孤对电子与H₂O中的H形成OH…O氢键，随后—［O］—［C═O］—中的O—C键断裂，H₂O中的H和—OH分别与—［O］—和—［C═O］—成键形成—OH和—COOH基团。并发现BOD的晶体属于单斜晶系，空间群为C2/c，晶胞夹角α=90°，β=105.361（7）°，γ=90°，晶胞体积v=774.9（2） ?³，密度ρ=1.698 g·cm^-3，其熔点和分解峰温分别为197.18 ℃和278.37 ℃。单因素实验结果表明，随着反应时间和溶剂的增加，BOD的得率先上升后趋于稳定；随着反应温度的增加，BOD的得率先缓慢上升后快速下降；随着BODM与碳酸钾的摩尔比的增加，BOD的得率先上升后下降。此外，通过正交实验优化了工艺条件，结果显示45 ℃下，BODM在碳酸钾的甲醇溶液中水解反应8 h，其中BODM与碳酸钾的摩尔比为15∶1，得率为94%。研究为BOD的放大及规模化生产提供了理论基础与实验参考。

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• 典型含能材料的球形化研究进展

  吴灏, 周诚, 张义迎, 翟连杰, 王伯周

  优先出版日期:2023-09-22  DOI: 10.11943/CJEM2023120

  摘要(14) HTML(264) PDF(2.09 M)( 69)

  摘要：含能材料的球形化可以显著提升炸药晶体的加工及应用性能。基于目前国内外对典型含能材料球形化技术的相关研究，从结晶策略角度综述了球形单晶体、球形聚结晶体以及球形分支晶体的研究进展。重点介绍了各球形产品的结晶工艺、球形化机理及降感效果。指出球形产品具有流动性好、堆密度高、感度低的特点，应用潜力巨大，建议结合晶体工程思维，建立各典型含能材料结晶基础数据库、强化在线过程监测、完善模型计算以及多学科交叉研究，为含能材料球形化结晶工艺精确调控和工业生产提供指导。

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• HPLC检测NG/BTTN混合硝酸酯生产洗涤废水的成分及含量

  李林君, 陈世存, 郭佳悦, 宁伟, 孟子晖, 郭培培, 毕晶, 薛敏

  优先出版日期:2023-09-05  DOI: 10.11943/CJEM2023121

  摘要(11) HTML(168) PDF(1.49 M)( 244)

  摘要：为了确定硝化甘油/1，2，4-丁三醇三硝酸酯（NG/BTTN）混合硝酸酯生产洗涤废水成分和含量，开展了高效液相色谱（HPLC）梯度洗脱法检测洗涤废水的工作，确定色谱条件如下：固定相为C18（250 mm×4.6 mm，5 μm）色谱柱，流动相为乙腈/水溶液，检测波长为200 nm。结果表明，在洗涤废水中检出6种有机物，通过化合物的保留时间及其与分配系数LogD的线性关系拟合（7天内取样27次），确定了NG/BTTN混合硝酸酯生产洗涤废水中除了NG和BTTN，尚存在1，2-丙三醇二硝酸酯（30.58%~41.20%）、1，3-丙三醇二硝酸酯（110.69%~135.14%）、1，2，4-丁三醇-1，2-二硝酸酯（7.90%~10.63%）和1，2，4-丁三醇-1，4-二硝酸酯（22.55%~27.95%）四种未完全硝化产物，标准偏差均低于10%，并于10 d内取样40次，证明了该方法准确可靠、适用性好，满足工业生产的检测需求。

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• 双基发射药黏弹特性与本构模型研究

  夏剑冬, 徐滨, 廖昕

  优先出版日期:2023-09-20  DOI: 10.11943/CJEM2023145

  摘要(11) HTML(122) PDF(1.82 M)( 66)

  摘要：为研究双基发射药的黏弹性和力学响应特点，对双基发射药开展了黏弹特性与本构方程研究。通过拉伸、压缩、断面观察和应力松弛实验研究，明确了双基发射药的黏弹性质；然后以Reduced Polynomial （N=5）模型和Prony级数建立了双基发射药的超弹-黏弹模型，利用实验数据获取了模型参数；最后对所建立的双基发射药超弹-黏弹模型进行了验证。结果表明，双基发射药超弹本构模型对单轴拉伸应力应变的仿真结果与实验结果之间的误差不高于5.01%，超弹-黏弹本构模型对应力松弛的仿真结果与实验结果之间的误差不超过6.49%，说明建立的双基发射药超弹-黏弹本构模型能够较好地描述双基发射药的力学特性，能够为发射药力学性能研究提供重要的研究方法和仿真手段。

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• 1-羟基-N-（1H-1，2，4-三唑-5-基）-1H-四唑-5-甲酰胺的合成和性能

  刘静, 董亚群, 李渺, 刘雨季, 黄伟, 汤永兴

  优先出版日期:2023-09-14  DOI: 10.11943/CJEM2023141

  摘要(11) HTML(62) PDF( 154)

  摘要：为制备新型富氮杂环含能化合物，以5-氰基-1-（1H-1，2，4-三唑-3-基）-1H-四唑（1）为原料，经偕胺肟化、重氮化、取代及亲电加成等步骤，合成一种以酰胺键桥联的富氮含能化合物1-羟基-N-（1H-1，2，4-三唑-5-基）-1H-四唑-5-甲酰胺（3）；利用核磁共振（NMR）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、元素分析（EA）等分析方法对化合物3进行了结构表征，并通过X-射线单晶衍射分析（SC-XRD）进一步确定了其结构；利用差示扫描量热（DSC）和热重（TG）方法研究了化合物3的热分解过程。结果表明，化合物3初始分解温度为265 ℃，爆速为 8017 m·s^-1，爆压为23.1 GPa，撞击感度为20 J，摩擦感度为288 N。

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2023年第31卷第9期       新型推进剂的制备与能量调控

>专题导言

• 专题导言：新型推进剂的制备与能量调控

  刘佩进

  2023,31(9):856-856, DOI:

  摘要(20) HTML(6) PDF(1.07 M)( 112)

  摘要：

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>含能快递

• 含能快递--2023年第9期

  刘佩进

  2023,31(9):857-858, DOI:

  摘要(20) HTML(4) PDF(910.71 K)( 115)

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>观点

• 新型推进剂的制备与能量调控

  刘佩进, 何伟

  2023,31(9):859-861, DOI: 10.11943/CJEM2023188

  摘要(33) HTML(6) PDF(407.10 K)( 131)

  摘要：

>制备与性能

• AlCl₃-EMIC离子液体中纳米铝粉的制备

  王路超, 李文川, 凌国平

  2023,31(9):862-869, DOI: 10.11943/CJEM2022290

  摘要(14) HTML(4) PDF(1.24 M)( 93)

  摘要：为解决纳米铝粉制备能耗大、粒径控制困难、污染严重的问题，在摩尔比为2∶1的氯化铝-氯化-1-乙基-3-甲基咪唑（AlCl₃-EMIC）离子液体中加入二异丁基氢化铝（DIBAL），以液相化学法绿色安全的制备纳米铝粉。采用X射线衍射（XRD）、纳米粒度检测、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（EDS）和线性扫描伏安法（LSV）等方法对纳米铝粉进行表征，并探究其长大过程及反应机理。结果表明，DIBAL浓度为0.25 mol·L^-1、反应时间为0.5 min时获得无团聚且粒径均匀的40~100 nm铝粉，相比其他液相化学法获得粒径更均匀；不同DIBAL浓度下铝粉生长均存在异常长大现象，其原因与Ostwald熟化有关；并且，AlCl₃-EMIC离子液体不仅是反应介质，同时也是纳米铝粉的Al源。

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• 多三元环季铵自燃离子液体的合成及性能

  蒋章, 姚远, 刘雪, 刘龙, 焦念明, 张延强

  2023,31(9):870-879, DOI: 10.11943/CJEM2023010

  摘要(8) HTML(6) PDF(1.26 M)( 99)

  摘要：以三元碳环作为张力能结构单元，合成了基于N，N-（二环丙基甲基）环丙胺为阳离子，二氰胺根和氰基硼氢根为阴离子的系列离子液体。采用核磁（NMR）、红外光谱（IR）和高分辨率质谱（HRMS）等表征方法，确认了所得离子液体的结构，并对其物化性质（如熔点、热分解温度、密度、粘度、生成焓、比冲和点火延迟时间）进行了测定或计算。结果表明：设计合成的10种离子液体均能与白烟硝酸（WFNA）发生自燃，氰基硼氢类离子液体与相应的二氰胺类离子液体相比，点火延迟时间更短。张力环结构的引入可提高离子液体生成焓（0.87~1.96 kJ∙g^-1），三元环结构紧凑的堆积有利于提高离子液体密度（1.01~1.18 g∙cm^-3），张力环基自燃离子液体表现出更高的密度比冲（436.7~454.4 s·g·cm^-3）。分子结构中引入张力环基团为提高自燃离子液体的能量密度提供了新的思路。

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• PET基高能固体推进剂3D打印配方设计与制备

  石柯, 史钰, 孙鑫科, 吴忆雯, 任全彬, 李伟

  2023,31(9):880-886, DOI: 10.11943/CJEM2023003

  摘要(12) HTML(4) PDF(1.12 M)( 93)

  摘要：以四氢呋喃共聚醚（PET）基高能固体推进剂为研究对象，设计了以定型助剂改性的PET/硝酸酯（NG/BTTN）为黏合剂体系，高氯酸铵（AP）为固体填料，多官能团脂肪族异氰酸酯（N-100）为固化剂的3D打印推进剂配方。对定型助剂MS在25 ℃条件下的定型效果、与各组分的相容性以及25，35，45，55 ℃温度下的流变特性开展了研究，通过仿真模拟确定了温度、喷头直径、压力等3D打印工艺参数的合理范围。结果表明MS与推进剂中与PET/NG/BTTN、AP的相容性较好，并在一定程度上提升了推进剂的安全性能，药浆具有温敏特性，可在25 ℃达到良好的定型效果，在温度50 ℃、喷头直径1.2 mm、压力11 kPa的打印参数下，实际打印速率为8 mm·s^-1，首次实现了PET基高能固体推进剂3D打印成型。

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>推进与发射

• 嵌入包覆型AlH₃含能复合颗粒的制备及其反应特性

  蔚明辉, 张皓瑞, 谢五喜, 李雅津, 聂洪奇, 严启龙

  2023,31(9):887-894, DOI: 10.11943/CJEM2023096

  摘要(35) HTML(8) PDF(2.36 M)( 111)

  摘要：为了提高三氢化铝（AlH₃）的稳定性，采用声共振与喷雾干燥技术相结合的方法制备了3种嵌入包覆型AlH₃@Al@xAP（AHAPs）含能复合颗粒，AlH₃@Al和AP的质量比分别为9∶1（AHAPs-10%）、7∶3（AHAPs-30%）和1∶1（AHAPs-50%）。采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线粉末衍射（XRD）等分析手段对AHAPs及其凝聚相燃烧产物的形貌和结构进行表征，利用热重-差示扫描量热仪（TG-DSC）、真空安定仪（VST）研究了样品的热反应活性和稳定性。结果表明，AHAPs含能复合颗粒不仅提高了AlH₃的稳定性，同时还促进了AP的分解，随着表面AP包覆含量的增加，AlH₃的起始分解温度提高了8.5~11 ℃，AP的高温分解峰温降低了约81.6 ℃。与AlH₃的分解时间（1006 min）相比，AHAPs-50%复合颗粒的分解时间提高了近50.9%，达1518 min。此外，嵌入包覆型复合颗粒AlH₃@Al/63.5% AP的反应热（9125.6 J·g^-1）与机械混合样品相比，提高了1054.1 J·g^-1，且凝聚相燃烧产物粒径更小，说明其燃烧更加完全、燃烧效率更高。

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• 新型HAN基液体推进剂EMP-01液滴电点火特性

  刘冲, 姚天亮, 薛晓春, 余永刚, 张欣尉

  2023,31(9):895-902, DOI: 10.11943/CJEM2023103

  摘要(13) HTML(5) PDF(1.54 M)( 96)

  摘要：为探究新型硝酸羟胺（HAN）基液体推进剂EMP-01液滴点火特性，搭建了通过将液滴静置在半球形凹槽内并插入电极的液滴电点火实验平台，在液滴直径6.5 mm、电极间距0.5 mm、电压加载速率为86.31 V∙s^-1的工况下，研究了EMP-01液滴的电点火燃烧特性，确定了着火延迟时间；同时，不改变液滴直径以及电极间距，研究了电压加载速率为34.20~246.37 V∙s^-1时液滴着火延迟时间与燃烧过程的变化规律。结果表明，电点火燃烧中，EMP-01液滴分依次经历为加热、热分解、燃烧3个阶段，并且在热分解阶段会产生周期性的膨胀收缩。电压加载速率为34.20 V∙s^-1时，EMP-01液滴无法成功点火；电压加载速率为49.49~246.37 V∙s^-1时，随着电压加载速率增加，EMP-01液滴着火延迟时间不断减小，且减小速率逐渐变缓。

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• 高低温循环保存下片状变燃速发射药的燃烧稳定性

  赵先正, 刘详, 丁亚军, 李世影, 肖忠良

  2023,31(9):903-909, DOI: 10.11943/CJEM2022209

  摘要(6) HTML(4) PDF(2.12 M)( 91)

  摘要：为了研究片状变燃速发射药在高低温循环保存下的燃烧稳定性，将样品形貌及燃烧性能变化作为考察依据，以70 ℃高温10 h，-50 ℃低温10 h为一个循环周期，对片状变燃速发射药样品进行了20次高低温循环保存。通过光学显微镜观察了高低温循环前后片状变燃速发射药的表面形貌，利用密闭爆发器测试了高温50 ℃、常温20 ℃、低温-40 ℃下高低温循环前后片状变燃速发射药的燃烧性能。显微观测发现经高低温循环后，片状变燃速发射药表层气泡扩大增多，发射药断面出现塑性形变现象，内外层界面结合保持紧密，没有开裂与脱黏。密闭爆发器试验反映了该类型发射药经过高低温循环后，高温、常温、低温下动态活度曲线与高低温循环前都基本重合，动态活度变化值ΔL最大值出现在低温条件下，为2.57%，能量渐增性释放规律基本不变。高低温循环下，片状变燃速发射药在高压常温-低温阶段的燃速温度系数对比原样在相同条件下显著降低，高温与低温下片状变燃速发射药的压力指数差距对比原样在相同条件下减小。结果表明，片状变燃速发射药在高低温循环条件下界面和燃烧性能稳定，具有较好的变温贮存稳定性。

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• 典型单基发射药和双基发射药燃烧火焰辐射特性

  侯鹏飞, 潘仁明, 朱日宏, 李方欣, 葛瑞荣

  2023,31(9):910-916, DOI: 10.11943/CJEM2022247

  摘要(10) HTML(5) PDF(1.17 M)( 88)

  摘要：为了探究单基发射药和双基发射药燃烧的火焰辐射特性以指导抑爆系统探测器的设计，设计并搭建了发射药燃烧火焰光谱测试系统，测试分析了空气氛围不同压力条件（-0.05，0，0.20 MPa）下典型单基发射药“20/7”和双基发射药“双芳-3”试样燃烧时的火焰辐射光谱。结果表明：常压条件下，“20/7”单基药仅在550~650 nm波段看到较弱的连续辐射光谱，观测到OH*，C₂*和CHO*的发射峰，在燃烧火焰区可能存在这些活性中间体。“双芳-3”双基药燃烧火焰中固体颗粒物含量多，在200~1700 nm波段内可见连续辐射光谱，其辐射强度大于“20/7”单基药，掩盖了这一波段部分发射峰信息，但在1000~1700 nm波段，采集到CN*，OH*等基团的发射峰。2种发射药的火焰光谱中存在很强的Na*，K*，Ca*的发射峰，推测源自硝化棉中残留的木质素。增大燃烧室压力，2种发射药燃烧辐射强度增大。低压条件下，在双基药燃烧初期连续光谱较弱，辐射光谱类似于单基药。根据测试结果，针对“20/7”单基药的探测器应主要依据Na和K的发射峰设计，而针对“双芳-3”双基药的探测器应主要依据连续光谱峰值波长设计；使用环境压力越高，探测器触发阈值要求越低。

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>综述

• AlH₃配合物研究进展

  崔中昱, 夏德斌, 林凯峰, 张健, 杨玉林

  2023,31(9):917-930, DOI: 10.11943/CJEM2023008

  摘要(11) HTML(4) PDF(2.11 M)( 96)

  摘要：AlH₃是一种新兴的含能材料，与Al粉相比，具有更高的能量密度。同时AlH₃燃烧释放大量的氢气，能显著降低燃气平均分子量，可以用作火炸药的含能组分。但AlH₃转晶过程极为危险，不稳定杂相分离困难，难以获得纯净的稳定相α-AlH₃。制备AlH₃配合物则可规避转晶的危险性，同时配合物保持了AlH₃的结构单元，可以通过重结晶方法进行纯化，具有广阔的应用前景。本文综述了AlH₃配合物的合成方法、AlH₃配合物的配位模式以及AlH₃配合物的种类及应用，重点分析了叔胺、叔膦、醚和卡宾配体及不同配位结构对AlH₃配合物的热化学性能的影响，展望了AlH₃配合物的研究方向。

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• 电控固体推进剂的点火、燃烧及熄灭特性研究进展

  李洋, 夏智勋, 马立坤, 那旭东, 冯运超

  2023,31(9):931-948, DOI: 10.11943/CJEM2023018

  摘要(14) HTML(3) PDF(8.72 M)( 95)

  摘要：电控固体推进剂（electrically controlled solid propellant，ECSP）具有多次点火和燃速可控的特性，可广泛应用于从微观到宏观的推进系统。本文总结了国内外以硝酸铵、硝酸羟胺和高氯酸盐为氧化剂的ECSP的研究概况，重点综述了硝酸羟胺基ECSP和高氯酸盐基ECSP点火、燃烧及熄灭特性的研究进展，分析了电压、压强以及金属添加剂对ECSP燃速调节的影响规律，并讨论了电能在ECSP点火和燃烧过程的作用机制。同时为未来深入研究ECSP点火、燃烧及熄灭机理提出参考建议：开展ECSP固相和气相化学反应机理研究，建立点火、燃烧及熄灭模型和反应机理框架；系统研究电极排布和电极构型对ECSP燃烧效率的影响以及ECSP配方与导电性能之间的关系，寻求改善电极和推进剂界面电阻的方法。优选高性能ECSP配方，完善ECSP燃烧反应机理及燃速调节机制，提高ECSP压强阈值，是电控固体火箭发动机设计、应用和性能调控的关键。

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• 含多种能量基叠氮增塑剂合成与性能研究进展

  宁二龙, 杨琳琳, 苗成才, 朱天兵, 刘长波, 薛金强

  2023,31(9):949-967, DOI: 10.11943/CJEM2023148

  摘要(23) HTML(9) PDF(2.80 M)( 114)

  摘要：与仅含叠氮基（─N₃）的增塑剂相比，含多种能量基的叠氮增塑剂往往具有更大的密度、更高的氧平衡、更突出的能量性能等，能赋予推进剂更大的比冲和更好的燃烧性能，成为该领域的研究热点。然而如何在分子层面精准调控结构中微观能量基的种类、数量及其区域分布位置等重要参数，成为设计合成高能量密度、钝感、低玻璃化转变温度、高热稳定性、高氧平衡含能增塑剂的关键。为此综述了自20世纪七十年代末报道的含硝基（─C─NO₂）、硝酸酯基（─O─NO₂）、硝胺基（─N─NO₂）、氟胺基（─NF₂）以及呋咱基（1，2，5-噁二唑基）5种叠氮增塑剂在分子设计、合成、性能表征及推进剂应用研究方面的进展，梳理了研究中存在的问题及不足，给出了合成综合性能优良的多种能量基叠氮增塑剂的几点建议，并指出含─C─NO₂和─N─NO₂叠氮增塑剂是兼顾分子性能和合成难度的潜在研究方向，以期为从事该领域工作的科研人员提供些许借鉴和参考。

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