• 基于微纳结构的AP包覆复合铝粉的性能

  夏语, 罗一民, 程志鹏, 张传彪, 刘大斌, 徐森

  优先出版日期:2026-04-16  DOI: 10.11943/CJEM2026075

  摘要(7) HTML(120) PDF(2.89 M)( 2)

  摘要：为提升铝粉燃料的反应活性与能量释放效率，采用微纳米复合-液相沉积-喷雾干燥法制备高氯酸铵（AP）包覆微纳米复合铝粉，并结合扫描电子显微镜、燃烧热测试、哈特曼管火焰传播及高速红外摄影等方法，系统研究AP包覆微纳结构对粉体燃烧性能的影响规律。结果表明，未包覆体系中，当纳米铝含量为18%时颗粒表面纳米铝粉复合均匀性最佳，燃烧热达到31.3 MJ·kg^-1。AP包覆后体系在较高纳米铝含量条件下反应活性仍得到有效保持，其中24%纳米铝样品燃烧热为27.5 MJ·kg^-1。AP包覆显著提高火焰传播速度并提前峰值出现时间，18%纳米铝样品最大火焰传播速度由62.81 m·s^-1增至67.50 m·s^-1。红外摄影结果表明，AP包覆降低火焰峰值温度，高温区由边缘强化向中心集聚转变。

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• 基于结构化生成对抗模型的类铜密度含能高熵合金体系设计及性能预测

  吕博宇, 李顺平, 高睿林, 葛超

  优先出版日期:2026-04-15  DOI: 10.11943/CJEM2026007

  摘要(12) HTML(48) PDF(2.27 M)( 8)

  摘要：高熵合金打破了传统金属材料组分体系设计限制，极大拓展了金属材料组分谱系及性能设计及工程化应用空间，生成模型设计方法为高熵合金体系设计及性能预测提供了新的技术手段。研究以类铜密度含能高熵合金为研究对象，建立了变分自动编码器（MMD-VAE）与生成对抗网络（WGAN-GP）构成的结构化生成对抗模型，通过学习三类NbTaW系含能高熵合金性能参数，以类铜密度约束下材料体系能量密度为核心指标，生成了三类新高熵合金体系，预测分析了其能量密度特性。结果表明：结构化生成对抗模型对高熵合金体系类型设计与性能预测精度显著优于单一MMD-VAE模型算法，生成集总体决定系数为0.7326，均方根误差为0.0540，生成数据精确度均衡。为新体系含能高熵合金设计与性能预测提供了高效、可靠的模型方法。

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• 中南大学报道纳米析出强化高熵合金的优异抗冲击性能

  贾千航

  优先出版日期:2026-04-16  DOI:

  摘要(7) HTML(16) PDF(837.89 K)( 1)

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• 粒径对Al-Li-Mg合金点火燃烧性能的影响

  曾绮卉, 王鼎程, 陈玉坤, 常亚蒙, 李春涛, 蒲旸, 罗鹏凯, 李伟, 王芳

  优先出版日期:2026-04-14  DOI: 10.11943/CJEM2026021

  摘要(18) HTML(174) PDF(2.46 M)( 14)

  摘要：为探究Al-Li-Mg合金粒径对其点火燃烧行为的影响机制，研究以中位粒径9、13、16、24 μm的Al-Li-Mg合金为对象，采用激光粒度仪、扫描电镜、X射线衍射仪、同步热分析仪、氧弹量热仪，以及结合高速摄影与光纤光谱仪的激光点火实验台，对其物化性质及点火燃烧行为进行了研究。结果表明：随着Al-Li-Mg合金粒径的增大，点火延迟时间先锐减后趋于平稳，由135 ms降至51 ms，再进一步降至15 ms和18 ms，燃烧强度从7300.4降至1721.6，燃烧时间先略有延长后基本稳定，由857 ms到928 ms至920 ms左右。对比发现，13 μm的Al-Li-Mg合金在点火延迟（51 ms）、持续燃烧时间（928 ms）与燃烧强度（6041.8）之间取得平衡，研究揭示了粒径通过调控热传导效率与元素扩散的竞争机制，以影响Al-Li-Mg合金反应的路径：粒径增大导致热传导受限，促进Li、Mg向表面迁移富集，形成温度梯度并诱发“微爆”效应，缩短点火延迟，降低了燃烧效率与燃烧强度。

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• 基于叠片换能器的固体火箭推进剂超声检测技术研究

  杨顺民

  优先出版日期:2026-04-08  DOI: 10.11943/CJEM2025257

  摘要(30) HTML(40) PDF(1.77 M)( 11)

  摘要：为了解决超声波在固体推进剂中传播时存在衰减大、散射强，现有超声换能器无法检测出其内部全部缺陷的问题，提出了一种超声叠片换能器的无损检测研究方法。本研究方法，在国内外学者研究的基础上，提出利用叠片换能器具有较高的发射能量的特性来解决超声波在固体火箭推进剂中传播时存在的衰减和散射问题，设计了一种1 MHz四叠片的超声换能器，该换能器通过晶片堆叠将平面声场转化为柱面声场，以获取更丰富的回波信息，提高缺陷的分辨力；并在超声叠片换能器声场仿真的基础上，研制了1 MHz四叠片超声换能器，通过实验与同规格国内外换能器对比，增益提高了20 dB。最后搭建了固体火箭推进剂超声自动检测系统，实现了固体火箭推进剂的在线检测。结果表明，所研制的检测设备能够准确检测出Φ1.2 mm×5 mm（深）的最小人工盲孔及自然夹杂缺陷，完成了对固体火箭推进剂内、外部缺陷的定性定量无损检测。

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• Al/Zr/Bi₂O₃含能结构材料的制备及性能

  祁岚钰, 李松涛, 耿铁强, 张海峰, 朱正旺

  优先出版日期:2026-03-30  DOI: 10.11943/CJEM2026024

  摘要(48) HTML(150) PDF(2.81 M)( 62)

  摘要：金属-金属含能结构材料（Energetic structural materials，ESMs）具有一定的热反应性能和强度，可用作为反应破片，其中Al基ESMs因其较高能量释放特性而被广泛研究，存在强度、塑性与冲击释放能量相互制约等问题。本研究采用球磨-旋锻工艺制备Al/Zr摩尔比为1.3∶1，Bi₂O₃添加量不同的Al/Zr/Bi₂O₃ ESMs，通过结构表征、热分析、准静态压缩及弹道侵彻试验进行研究。结果表明，适量Bi₂O₃的引入可在维持良好承载能力的同时，显著提升冲击诱导下的化学能释放。当其添加量为3%和5%时，在0.8 km·s^-1冲击速度下的释能分别达到6.26 kJ和7.07 kJ，较未添加氧化剂的Al/Zr体系（2.24 kJ）提升了约2.8-3.15倍；经拟合得到该体系发生明显化学反应的速度阈值约为0.357 km·s^-1。然而，当Bi₂O₃含量≥7%时，氧化剂的严重团聚会导致界面缺陷及材料脆化，诱发冲击过程中的过早破碎，反而抑制反应。进一步分析Bi₂O₃促进Al/Zr界面反应并增强冲击释能的机理，为后续通过优化氧化剂含量实现高效能量释放的含能结构材料提供实验依据和理论支持。

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• 芳族降速剂对HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响

  巩如楠, 程国荣, 赵卓安, 陈松, 刘所恩, 廉建彪, 张兵, 陈锦芳, 刘晓璐

  优先出版日期:2026-04-07  DOI: 10.11943/CJEM2026005

  摘要(41) HTML(130) PDF(989.61 K)( 24)

  摘要：为了探索芳族化合物对CMDB推进剂燃烧性能的影响，使用2，2"-（丙烷-1，1-二亚基）双（4-叔丁基苯酚）（2，2"-（propane-1，1-diyl）bis（4-（tert-butyl）phenol），PDBP）作燃速调节剂制备了HMX-CMDB推进剂，并使用靶线法对不同PDBP含量的HMX-CMDB推进剂燃烧性能进行了研究，结果表明：随着PDBP含量增加，HMX-CMDB推进剂燃速和压强指数显著下降。含7%PDBP的HMX-CMDB推进剂在16 MPa下燃速降低至8.55 mm·s^-1，压强指数降低至0.217。相较传统降速剂蔗糖八醋酸酯（SOA），含等质量PDBP的HMX-CMDB在低压区（8~10 MPa）的燃速基本保持不变，在高压区（12~16 MPa）的燃速进一步降低，压强指数更低。此外，1%的PDBP替代SOA后，HMX-CMDB的爆热仅降低20 kJ·kg^-1。通过化学结构分析，PDBP的降速作用机理为：分子热分解后形成质子与具有共轭 π 键结构的稳定自由基分子，活泼的质子能够与HMX-CMDB推进剂中含能分子分解出的活性自由基反应形成稳定结构，减缓自由基的自催化速率，达到降低燃速的作用。

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• 活性钨合金设计制备、力学性能及冲击释能特性的研究进展

  张周然, 张一鸣, 丁艺城, 李牧峰, 李顺, 白书欣

  优先出版日期:2026-04-08  DOI: 10.11943/CJEM2026028

  摘要(29) HTML(104) PDF(4.12 M)( 21)

  摘要：活性钨合金是一类以钨为高密度骨架、以Zr/Ti等活性元素提供反应释能的金属型含能结构材料，具备高强度承载、动能侵彻与冲击释能协同的应用潜力。本研究围绕活性钨合金的成分设计与制备方法，系统综述其典型组织特征及组织结构—力学性能构效关系，总结了其在高速冲击条件下的侵彻行为与释能表征方法，并展望了未来重点发展方向：基于机器学习的智能化多目标设计、大尺寸构件成形技术开发与工艺放大、多尺度本构模型建立与侵彻释能机制深入解析等。

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• 基于物理引导机器学习的活性多主元合金拉伸屈服强度预测与设计

  张周然, 张龙辉, 彭泳潜, 李顺, 陈荣, 白书欣

  优先出版日期:2026-04-08  DOI: 10.11943/CJEM2026027

  摘要(33) HTML(40) PDF(2.45 M)( 15)

  摘要：活性多主元合金兼具优异力学性能与高氧化燃烧热，在含能结构材料领域具有重要的应用潜力。目前针对该类材料的力学性能研究多集中于准静态压缩，决定其结构承载极限及冲击破碎释能特性的拉伸屈服强度数据相对匮乏，且因数据量少、非线性强，传统的试错法难以在广阔成分空间中实现拉伸屈服强度的精准预测与定向设计。本研究提出了一种机器学习驱动的设计策略，旨在解决小样本下活性多主元合金拉伸屈服强度的预测与优化难题。基于收集的88组铸态活性多主元合金数据，结合融合领域知识的33个物理描述符，采用5种机器学习算法构建预测模型，并利用遗传算法进行特征降维。结果表明，最优的支持向量回归（SVR）模型在测试集上的决定系数（R²）达到0.928。SHAP可解释性分析揭示，组元熔点差异是影响屈服强度的最关键因素，原子半径和电负性差异亦起重要正向作用。基于模型的成分空间反向设计预测显示，在Ti-Zr-Nb-Ta体系中，通过增加Ta含量并减少Nb含量可显著提升拉伸屈服强度。实验制备的TiZrNbTa_x系列合金验证了这一规律，证实了该数据驱动范式在高性能活性多主元含能结构材料设计中的有效性与准确性。

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• 质量惯性约束条件下含能材料反应增长研究

  周福康, 杨晓媛, 尚海林, 潘传鱼, 李金河, 李涛

  优先出版日期:2026-04-13  DOI: 10.11943/CJEM2026012

  摘要(20) HTML(100) PDF(3.17 M)( 8)

  摘要：为探究质量惯性约束条件下推进剂和高聚物黏结炸药非冲击点火后的反应增长行为，通过搭建厚壁圆筒质量惯性约束实验装置，采用激光点火触发反应，布置多点激光多普勒测速（PDV）探头同步测量壳体径向膨胀速度与质量块顶部轴向速度，结合高速摄影与回收残骸对反应演化过程进行对比分析。结果表明，质量惯性约束可以强化反应前期增压过程，但在相同约束条件下含能材料的类型决定了反应增长特性和烈度表现：推进剂实验中，质量惯性约束对反应前期增压起主导作用，系统表现为质量块沿轴向驱动，厚壁壳体未发生屈服变形，最高反应压力不到50 MPa，反应份额不到1%，推进剂几乎全部回收，反应烈度为燃烧；高聚物黏结炸药（PBX）实验中，反应前期增压受到质量惯性约束与结构约束的共同作用，壳体发生屈服膨胀变形，质量块表现为局部结构墩粗变形的轴向驱动，最高反应压力达到2 GPa，反应份额超过50%，无炸药回收，反应烈度为剧烈爆炸。

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• 基于S型桥箔电爆炸等离子体点火的震源设计及声学特性

  李旭涵, 徐聪, 刘纪鸿, 张言

  优先出版日期:2026-04-13  DOI: 10.11943/CJEM2026010

  摘要(70) HTML(124) PDF(3.24 M)( 13)

  摘要：为了满足深层石油勘探对震源高安全、低成本、耐高温、抗高压等技术要求，采用双气体管高压开关控制薄膜电容放电，通过S型桥箔电爆炸等离子体点火，实现了硼-硝酸钾（BPN）点火药的爆燃以及水下冲击波的输出，结合升降法确定了震源的最低发火条件，并利用压力传感器对震源的声学特性进行了研究。结果表明：由薄膜电容（2 μF）和双气体管高压开关组成的发火单元能够可靠实现脉冲放电，能够满足井下高温、高压的特殊环境，且成本较低；利用该发火单元对S型Cu桥箔放电，电爆炸等离子体引燃BPN药柱的电压阈值为1100 V，临界峰值电流为1847 A；水下冲击波实验及声源级分析结果表明该震源在50~800 Hz频带内激发的声源级高于150 dB，满足当前井下震源的技术要求。

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• 孔内分层柱形装药下岩石试件爆破破坏特征

  程兵, 叶福, 汪泉, 程扬帆, 宗琦, 徐颖, 王梦想, 李俊豪

  优先出版日期:2026-04-07  DOI: 10.11943/CJEM2026001

  摘要(69) HTML(128) PDF(7.93 M)( 30)

  摘要：为了改善露天深孔爆破的岩石破碎效果，设计采用孔内分层柱形装药形式。首先，开展不同装药形式下的小药量爆破试验，获取岩石试件的爆破破坏历程和最终破碎形态；然后，采用离散元法-粒子爆破法（Discrete Element Method-Particle Blast Method，DEM-PBM）耦合模拟技术对不同装药爆破过程进行数值模拟，进一步直观揭示岩石试件的爆破破坏特征；最后，通过现场试验探究该装药形式的实际应用效果。结果表明：在孔内连续柱形装药爆破作用下，试件顶部1/4区段仅产生一条爆生裂纹将其分割成两部分，岩石碎块水平运动速度为2.0 m·s^-1，爆后会产生块径9.0 cm的大块岩石；在孔内分层柱形装药爆破作用下，试件顶部1/4区段产生多条裂纹将其分割成碎块，岩石碎块水平运动速度提高到了7.0 m·s^-1，未形成块径5.0 cm以上的大块。数值模拟实现了岩石试件爆破过程的可视化，并且验证了孔内分层柱形装药可以消除块径超过5.0 cm的大块岩石。在实际露天深孔台阶爆破中使用孔内分层柱形装药，能够显著提高台阶顶部岩体的破坏程度，使岩石大块率从48.1%降到5.6%，证明了其在改善深孔爆破破岩效果方面的工程实用性。

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• 基于界面温升主导的活性材料冲击点火特性数值模拟研究

  古瑞祥, 肖建光, 苏成海, 张谨麟, 张志峰, 苏精明

  优先出版日期:2026-04-13  DOI: 10.11943/CJEM2026038

  摘要(13) HTML(124) PDF(2.05 M)( 6)

  摘要：针对现有数值模拟方法无法描述活性材料弱冲击点火行为的问题，以铝/聚四氟乙烯（Al/PTFE）活性材料为对象，采用理论分析与数值模拟相结合的方法研究获得了冲击作用下铝颗粒与聚四氟乙烯的界面温升模型，将该模型嵌入物质点法（MPM）程序框架，建立了基于界面温升主导的活性材料冲击点火特性数值模拟方法。为了验证该方法的有效性，采用霍普金森压杆（SHPB）实验装置开展了活性材料冲击点火试验。结果表明，与将基体与金属颗粒视为均一温度作为活性材料反应主导因素的数值模拟方法相比，活性材料在4 GPa冲击波压力下界面温升750 ℃显著高于其均一温升432 ℃，弱冲击条件下，均一温升不足以达到活性材料点火条件，而采用界面温升则能够有效地模拟活性材料的变形、破碎及点火现象，点火延迟时间与实验的相对误差为9.09%，具有较高的模拟精度。

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• 高氮量硝化棉的双螺杆塑化分子模拟及流变特性

  方嵩杭, 罗贵莹, 游婷, 代久双, 周杰

  优先出版日期:2026-03-31  DOI: 10.11943/CJEM2025248

  摘要(75) HTML(142) PDF(2.58 M)( 56)

  摘要：为了提高高氮量单基药的塑化效果，获得高氮量硝化棉在双螺杆连续塑化过程中合适的工艺参数。采用分子动力学模拟方法分析了醇醚比和溶棉比对高氮量硝化棉增塑效果的影响，并通过醇醚溶解度实验和双螺杆塑化药料的流变实验对模拟结果进行验证。结果表明，醇醚混合溶剂的溶度参数与高氮量NC接近，高氮量NC与乙醇分子间有较强的氢键和静电力作用，与乙醚分子间主要为范德华力作用。醇醚比为1∶1.4时，乙醇能与NC建立较强的氢键作用，溶解性更强，与实验结果（NC在醇醚比为1∶1.36时溶解度最大）一致性好。在一定范围内增大溶棉比能削弱NC分子内的氢键作用并增大分子链回转半径，与药料剪切黏度降低和挤出药条表面趋于致密均匀的宏观变化相互关联，0.85溶棉比下NC的回转半径最大（2.24 nm）且分子内氢键数最少，与实验结果（0.825溶棉比下药料的表观剪切黏度最低）较为一致。因螺杆强剪切与溶剂挥发的综合作用，应用模拟所得溶棉比塑化高氮量NC时，宜采用较低螺杆转速。此外，采用低溶棉比时适当提高转速也能有效降低药料黏度，但需注意剪切生热作用带来的不利影响。

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• TiZrNbTa难熔高熵合金粉末的氢化-脱氢制备工艺

  陈星邑, 姚欣唯, 张周然, 唐宇, 李顺

  优先出版日期:2026-04-16  DOI: 10.11943/CJEM2026026

  摘要(6) HTML(56) PDF(1.91 M)( 9)

  摘要：TiZrNbTa难熔高熵合金作为活性合金，具有优良的力学性能和释能特性，但其组元熔点高且差异大，液固两相区较宽，难以通过传统铸造工艺实现大尺寸成型，粉末冶金技术作为制备大尺寸合金构件的有效手段，为突破这一瓶颈提供了可行途径。粉末的获取是粉末冶金技术制备大尺寸构件的关键。为此，采用氢化和脱氢工艺制备了等摩尔比TiZrNbTa难熔高熵合金粉末，并对其氢化和脱氢工艺系统研究。结果表明：在550 ℃、0.25 MPa氢压下对等摩尔比TiZrNbTa铸态合金进行2 h氢化后，可得到TiZrNbTa氢化合金，其由铸态BCC固溶体结构转变为ZrH₂、TiH₂和（Nb，Ta）H等金属氢化物；机械破碎制得不规则氢化粉末的平均径D₅₀为11.13 μm，氢、氧含量分别为1.823%和0.111%。随后在450 ℃真空环境下脱氢1.5 h，得到具有单相BCC固溶体结构的TiZrNbTa难熔高熵合金粉末，其氢、氧含量分别为0.028%和0.121%，粒径分布显著变窄，平均粒径D₅₀减小至5.67 μm，表明氢化-脱氢工艺是制备具有适宜粒径的低氧污染TiZrNbTa难熔高熵合金粉末的有效方法。

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• “电-化耦合爆炸”过程的能量沉积机理

  王铖, 韦丁, 李星翰, 汪航宇, 林家睿, 陈浩东, 甘云丹

  优先出版日期:2026-04-03  DOI: 10.11943/CJEM2025269

  摘要(39) HTML(184) PDF(1.61 M)( 30)

  摘要：为揭示“电-化耦合爆炸”的能量沉积机理，本文搭建了电-化耦合爆炸实验平台，系统研究了金属丝直径（0.1~0.4 mm）与初始充电电压（25~40 kV）对铝丝电爆炸驱动环四亚甲基四硝胺（HMX，奥克托今）起爆过程的影响规律。结果表明，“电-化耦合爆炸”包含金属丝汽化与等离子体膨胀、HMX点火、HMX爆炸和爆轰产物导电通道瓦解四个特征阶段。通过定义HMX爆炸阶段能量占比（η_Ⅲ）和功率峰值比（γ），建立了判别机理转变的定量判据体系：当η_Ⅲ>90%且γ>0.5时系统处于HMX主导的“电-化耦合爆炸”模式；η_Ⅲ降至70%~80%、γ<0.2时转入铝丝主导的“电爆炸”模式；η_Ⅲ≈0、γ≈0且电流振荡消失时进入电阻主导的“电容瞬时放电”模式。铝丝直径通过控制“有效汽化电离质量分数”主导能量沉积机理的根本转变：直径从0.1 mm增至0.4 mm，系统释能机制依次经历上述3种模式的转变。初始充电电压通过“功率密度增强机制”调控耦合爆炸的强度与效率：电压从25 kV升至40 kV，第一功率峰值增大3.2倍、点火延迟缩短62%、HMX爆炸阶段沉积能量增大3.0倍、总沉积能量增大3.3倍。研究表明，减小铝丝直径的同时提高初始充电电压可增强“电-化耦合爆炸”效率，建立的定量判据体系与协同调控规律为电-化耦合爆炸技术的参数优化与精准控制提供了关键科学依据。

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• 活性毁伤元动态响应与能量释放机制研究进展

  于津健, 杜宁, 任师超, 郭秋萍, 付华萌

  优先出版日期:2026-03-30  DOI: 10.11943/CJEM2025272

  摘要(57) HTML(164) PDF(5.53 M)( 99)

  摘要：活性毁伤元兼具动能侵彻与化学能释放的双重毁伤机制，为探究活性毁伤元在爆炸驱动及冲击加载下释能特性的研究现状与发展趋势，综合分析活性毁伤元在反应机制、侵彻-反应耦合毁伤模型、数值模拟方法及动态加载试验方面的研究进展，阐述了冲击诱发与冲击辅助两段式反应机制、热-力-化耦合理论及反应阈值调控规律，总结了侵彻深度与扩孔模型、后效超压与引燃引爆模型、破片云分布及毁伤半径模型，整理了活性材料状态方程、SPH-ALE多物理场耦合算法及跨尺度建模方法及多物理场同步测试技术与典型目标毁伤效应评估体系。在此基础上，讨论了未来研究方向：建立基于跨尺度耦合模型的反应度精准调控方法；构建涵盖极端环境的通用毁伤评估模型；发展基于特征光谱与电磁脉冲的现场快速测试方法等。

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• 热塑性高粘药料立式螺压挤出工艺数值模拟

  林高明, 王苏炜, 刘晓璐, 朱琳怡, 刘耀, 王康

  优先出版日期:2026-03-18  DOI: 10.11943/CJEM2025242

  摘要(86) HTML(118) PDF(2.51 M)( 134)

  摘要：针对当前热塑性含能材料传统装药工艺存在的自动化程度低、危险性高以及装药质量均一性差等问题，引入立式螺压装药工艺，并建立了一套定量化的综合性能评价方法以指导工艺优化，旨在系统提升其工艺效率、装药质量及过程安全性。研究在解析药浆粘弹特性的基础上，模拟分析了不同工艺条件以及配方组分下药浆挤出过程中的流变行为，探索了高温、高压等热点区域的产生机理。结果表明，将配方固含量质量分数由75%提升至85%，药浆流动性会显著降低。同时，流场压力和剪切应力的增幅分别达827%和600%，且粘性耗散热增加了384 kW·m^-3，致使螺压挤出过程热-力耦合行为加剧，工艺安全性降低，工艺风险系数由0.99升至3.36。然而，通过调控螺杆转速（转速范围，10~30 r·min^-1）、利用金属颗粒增强“机筒-药浆-螺杆”间导热网络等措施，能够使温度波动范围缩小0.8~1.9 ℃，抑制局部热点形成。

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• 芳酰腙类小分子凝胶剂的合成及其凝胶燃料多维性能评价体系构建

  柳金茗, 赵鑫, 李伟, 鄂秀天凤

  优先出版日期:2026-03-17  DOI: 10.11943/CJEM2026002

  摘要(125) HTML(186) PDF(2.42 M)( 166)

  摘要：为探究小分子凝胶剂对凝胶燃料综合性能的影响，设计并合成了5种芳酰腙类小分子凝胶剂，采用加热-冷却法制备煤油凝胶燃料，研究其成胶机理，并从凝胶剂最小添加量（A），凝胶燃料相变温度（T_g）、物理化学稳定性（S_pc）、能量密度损耗率（E_loss）、剪切变稀能力（S_thin）以及复凝性（R）6个维度构建了凝胶剂性能综合评价体系。结果显示，凝胶剂均能通过氢键、π-π共轭等非共价作用形成三维网络结构，有效束缚煤油分子，其凝胶燃料表现出热可逆性（T_g=50~80 ℃），并具备良好的物理化学稳定性与剪切变稀行为。其中，L18凝胶剂的最小添加量最低（3.1%），成胶速度最快（15 s）；L5凝胶剂的物理化学稳定性最佳，在10000 r·min^-1高离心速率下的质量保留率高达97.5%；L16凝胶剂的剪切变稀能力最强，剪切后的黏度仅为34.72 mPa·s。基于建立的多维性能评价体系，L16和L18凝胶剂展现出显著的综合优势。

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• HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应特性

  杨丽洁, 翟进贤, 邢子晗, 佟天琳

  优先出版日期:2026-03-12  DOI: 10.11943/CJEM2025270

  摘要(110) HTML(242) PDF(1.40 M)( 244)

  摘要：为了揭示聚氨酯交联含能复合材料药浆固化反应特性，本文基于HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化过程中特征官能团红外光谱特性、ATR-FTIR光谱工作原理推导了HTPB/IPDI固化反应动力学方程；在45 ℃，50 ℃，55 ℃，60 ℃和65 ℃下获得了HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应过程中特征基团演化规律，利用推导方程构建了HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应动力学曲线，获得了HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应表观活化能。结果表明，HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应过程呈两阶段特征，第一阶段对应于药浆凝胶前反应过程，其表观活化能E_a1为69.83±5.54 kJ·mol^-1，第二阶段对应于药浆凝胶后固化反应过程，其表观活化能E_a2为71.31±4.45 kJ·mol^-1。HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应表观活化能显著高于HTPB/IPDI均相混合体系。

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• 基于分子光谱多元校正技术的硝酸羟铵基推进剂分析方法

  孟醒, 甄江涛, 徐林楠, 李俊

  优先出版日期:2026-03-09  DOI: 10.11943/CJEM2025255

  摘要(96) HTML(190) PDF(1.10 M)( 222)

  摘要：为了实现硝酸羟铵基推进剂组分含量的一步式测定，解决现有测试方法流程复杂、分析周期长等问题，采用分子光谱多元校正技术，对硝酸羟铵基推进剂的分析方法进行了研究。通过采集硝酸羟铵基推进剂配制样品的近红外光谱，应用偏最小二乘法，选择最佳光谱预处理方法、最佳谱区、主成分数、剔除异常值，针对硝酸羟铵基推进剂中的4种主要组分，硝酸羟铵、硝酸盐A、助剂B及助剂C，建立了各自的近红外定量分析模型。所建模型效果均较好，校正集相关系数（RC）均在0.997以上，验证集相关系数（RP）均在0.990以上，校正标准误差（SEC）均在0.06以下，验证标准误差（SEP）均在0.09以下，且SEP/SEC均小于2。结果表明，近红外法（NIR）与手工滴定及气相色谱法具有较好的一致性，对于4种组分的测试结果偏差均小于0.10%。近红外法的测试精密度也较高，对硝酸羟铵及硝酸盐A的重复测试结果标准偏差均小于0.10%，对助剂B及助剂C的重复测试结果标准偏差均小于0.03%。所建立的定量分析模型及方法可对硝酸羟铵基推进剂进行简便、快速的一步式组分含量测定。

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• 枪支射击残留物现场快速检测技术研究进展

  彭国彬, 赵鹏程, 段嘉禾, 宋辉, 南策

  优先出版日期:2026-02-12  DOI: 10.11943/CJEM2025259

  摘要(188) HTML(230) PDF(2.17 M)( 465)

  摘要：射击残留物（GSR）是子弹发射过程中形成的微量颗粒，作为法庭科学的重要研究对象，在涉枪案件侦查中具有关键作用。目前，常规的GSR检测主要依赖于大型实验室仪器，但由于样品前处理复杂、送检流程耗时较长，难以快速提供分析结果，从而影响了现场侦查工作的决策效率。近年来，GSR现场快速检测技术因其操作简便、成本低、便于携带等特点受到广泛关注。该类技术无需依赖大型精密仪器，可在案发现场直接实施，并能够快速输出检测结果，既适用于GSR的初步筛查，也可作为最终确认的检测手段，已成为该领域的研究热点。因此，针对GSR现场快速检测技术的研究进展进行系统综述，重点介绍比色法、光谱法、质谱法、电化学法以及荧光标记法五类方法，对其优势与局限性充分分析，并与实验室检测技术的实际应用进行对比，最后提出未来的研究发展方向，以期为现场技术人员在实际检测工作中提供理论依据与方法参考。

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• 机器学习赋能含能材料合成研究：进展和挑战

  窦凯乐, 赵伟波, 何春林, 张蕾, 庞思平

  优先出版日期:2026-02-03  DOI: 10.11943/CJEM2025237

  摘要(265) HTML(426) PDF(2.75 M)( 579)

  摘要：含能材料因其在国防、航天及特殊工程中的重要作用而备受关注，但其研发过程面临实验代价高、安全风险大和周期漫长等难题，显著制约了新型含能材料的快速迭代与应用落地。近年来，机器学习因其强大的数据建模与预测能力，逐渐成为推动化学与材料研究的重要工具。本研究综述了机器学习在化学合成中的最新应用进展，包括反应预测、合成路径规划及自动化合成等前沿方向，同时重点讨论了其在含能材料合成研究中的潜在价值与局限性。并总结了当前面临的主要挑战，包括数据匮乏与质量不足、安全性评估缺失以及实验验证与模型迭代受限。最后，展望了未来的发展趋势，即建立标准化与可共享的数据库以及发展适用于含能体系的高通量与自动化实验平台，旨在为实现含能材料的高效、智能合成提供理论参考与方法支撑。

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• 聚四氟乙烯基活性毁伤材料研究进展及应用挑战

  李响, 赵孔勋, 李顺, 刘凯, 杨洪泰, 胥春景, 宣宇, 任良, 刘桂涛

  优先出版日期:2026-01-12  DOI: 10.11943/CJEM2025221

  摘要(321) HTML(628) PDF(1.71 M)( 1050)

  摘要：聚四氟乙烯（PTFE）基活性毁伤材料因其高反应潜能与强燃爆后效，成为当前提升战斗部毁伤效能的关键材料之一，在高效毁伤领域备受关注。组分改性是优化此类材料性能的关键技术，通过引入不同组分添加物，可以有效调控PTFE基复合材料的力学强度和能量释放特性。本综述系统梳理并对比了活性组元、惰性组元及金属氢化物等改性体系的研究进展与功能特点。重点阐述了金属氢化物改性体系通过“分解释氢-原位增强-多路径反应耦合”机制，协同提升材料动态力学性能与冲击诱发释能特性的机理。在此基础上，分析了当前在氢化物稳定性、工艺相容性及低成本化方面面临的挑战，展望了新型包覆材料研发、先进成型技术革新等未来研究方向。

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• 聚四氟乙烯基活性毁伤材料研究进展及应用挑战

  李响, 赵孔勋, 李顺, 刘凯, 杨洪泰, 胥春景, 宣宇, 任良, 刘桂涛

  优先出版日期:2026-01-12  DOI: 10.11943/CJEM2025221

  摘要(321) HTML(628) PDF( 1050)

  摘要：聚四氟乙烯（PTFE）基活性毁伤材料因其高反应潜能与强燃爆后效，成为当前提升战斗部毁伤效能的关键材料之一，在高效毁伤领域备受关注。组分改性是优化此类材料性能的关键技术，通过引入不同组分添加物，可以有效调控PTFE基复合材料的力学强度和能量释放特性。本综述系统梳理并对比了活性组元、惰性组元及金属氢化物等改性体系的研究进展与功能特点。重点阐述了金属氢化物改性体系通过“分解释氢-原位增强-多路径反应耦合”机制，协同提升材料动态力学性能与冲击诱发释能特性的机理。在此基础上，分析了当前在氢化物稳定性、工艺相容性及低成本化方面面临的挑战，展望了新型包覆材料研发、先进成型技术革新等未来研究方向。

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• 芳酰腙类小分子凝胶剂的合成及其凝胶燃料多维性能评价体系构建

  柳金茗, 赵鑫, 李伟, 鄂秀天凤

  优先出版日期:2026-03-17  DOI: 10.11943/CJEM2026002

  摘要(125) HTML(186) PDF( 166)

  摘要：为探究小分子凝胶剂对凝胶燃料综合性能的影响，设计并合成了5种芳酰腙类小分子凝胶剂，采用加热-冷却法制备煤油凝胶燃料，研究其成胶机理，并从凝胶剂最小添加量（A），凝胶燃料相变温度（T_g）、物理化学稳定性（S_pc）、能量密度损耗率（E_loss）、剪切变稀能力（S_thin）以及复凝性（R）6个维度构建了凝胶剂性能综合评价体系。结果显示，凝胶剂均能通过氢键、π-π共轭等非共价作用形成三维网络结构，有效束缚煤油分子，其凝胶燃料表现出热可逆性（T_g=50~80 ℃），并具备良好的物理化学稳定性与剪切变稀行为。其中，L18凝胶剂的最小添加量最低（3.1%），成胶速度最快（15 s）；L5凝胶剂的物理化学稳定性最佳，在10000 r·min^-1高离心速率下的质量保留率高达97.5%；L16凝胶剂的剪切变稀能力最强，剪切后的黏度仅为34.72 mPa·s。基于建立的多维性能评价体系，L16和L18凝胶剂展现出显著的综合优势。

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• 基于分子光谱多元校正技术的硝酸羟铵基推进剂分析方法

  孟醒, 甄江涛, 徐林楠, 李俊

  优先出版日期:2026-03-09  DOI: 10.11943/CJEM2025255

  摘要(96) HTML(190) PDF( 222)

  摘要：为了实现硝酸羟铵基推进剂组分含量的一步式测定，解决现有测试方法流程复杂、分析周期长等问题，采用分子光谱多元校正技术，对硝酸羟铵基推进剂的分析方法进行了研究。通过采集硝酸羟铵基推进剂配制样品的近红外光谱，应用偏最小二乘法，选择最佳光谱预处理方法、最佳谱区、主成分数、剔除异常值，针对硝酸羟铵基推进剂中的4种主要组分，硝酸羟铵、硝酸盐A、助剂B及助剂C，建立了各自的近红外定量分析模型。所建模型效果均较好，校正集相关系数（RC）均在0.997以上，验证集相关系数（RP）均在0.990以上，校正标准误差（SEC）均在0.06以下，验证标准误差（SEP）均在0.09以下，且SEP/SEC均小于2。结果表明，近红外法（NIR）与手工滴定及气相色谱法具有较好的一致性，对于4种组分的测试结果偏差均小于0.10%。近红外法的测试精密度也较高，对硝酸羟铵及硝酸盐A的重复测试结果标准偏差均小于0.10%，对助剂B及助剂C的重复测试结果标准偏差均小于0.03%。所建立的定量分析模型及方法可对硝酸羟铵基推进剂进行简便、快速的一步式组分含量测定。

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• HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应特性

  杨丽洁, 翟进贤, 邢子晗, 佟天琳

  优先出版日期:2026-03-12  DOI: 10.11943/CJEM2025270

  摘要(110) HTML(242) PDF( 244)

  摘要：为了揭示聚氨酯交联含能复合材料药浆固化反应特性，本文基于HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化过程中特征官能团红外光谱特性、ATR-FTIR光谱工作原理推导了HTPB/IPDI固化反应动力学方程；在45 ℃，50 ℃，55 ℃，60 ℃和65 ℃下获得了HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应过程中特征基团演化规律，利用推导方程构建了HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应动力学曲线，获得了HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应表观活化能。结果表明，HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应过程呈两阶段特征，第一阶段对应于药浆凝胶前反应过程，其表观活化能E_a1为69.83±5.54 kJ·mol^-1，第二阶段对应于药浆凝胶后固化反应过程，其表观活化能E_a2为71.31±4.45 kJ·mol^-1。HTPB/IPDI含能复合材料药浆固化反应表观活化能显著高于HTPB/IPDI均相混合体系。

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• 孔内分层柱形装药下岩石试件爆破破坏特征

  程兵, 叶福, 汪泉, 程扬帆, 宗琦, 徐颖, 王梦想, 李俊豪

  优先出版日期:2026-04-07  DOI: 10.11943/CJEM2026001

  摘要(69) HTML(128) PDF( 30)

  摘要：为了改善露天深孔爆破的岩石破碎效果，设计采用孔内分层柱形装药形式。首先，开展不同装药形式下的小药量爆破试验，获取岩石试件的爆破破坏历程和最终破碎形态；然后，采用离散元法-粒子爆破法（Discrete Element Method-Particle Blast Method，DEM-PBM）耦合模拟技术对不同装药爆破过程进行数值模拟，进一步直观揭示岩石试件的爆破破坏特征；最后，通过现场试验探究该装药形式的实际应用效果。结果表明：在孔内连续柱形装药爆破作用下，试件顶部1/4区段仅产生一条爆生裂纹将其分割成两部分，岩石碎块水平运动速度为2.0 m·s^-1，爆后会产生块径9.0 cm的大块岩石；在孔内分层柱形装药爆破作用下，试件顶部1/4区段产生多条裂纹将其分割成碎块，岩石碎块水平运动速度提高到了7.0 m·s^-1，未形成块径5.0 cm以上的大块。数值模拟实现了岩石试件爆破过程的可视化，并且验证了孔内分层柱形装药可以消除块径超过5.0 cm的大块岩石。在实际露天深孔台阶爆破中使用孔内分层柱形装药，能够显著提高台阶顶部岩体的破坏程度，使岩石大块率从48.1%降到5.6%，证明了其在改善深孔爆破破岩效果方面的工程实用性。

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• “电-化耦合爆炸”过程的能量沉积机理

  王铖, 韦丁, 李星翰, 汪航宇, 林家睿, 陈浩东, 甘云丹

  优先出版日期:2026-04-03  DOI: 10.11943/CJEM2025269

  摘要(39) HTML(184) PDF( 30)

  摘要：为揭示“电-化耦合爆炸”的能量沉积机理，本文搭建了电-化耦合爆炸实验平台，系统研究了金属丝直径（0.1~0.4 mm）与初始充电电压（25~40 kV）对铝丝电爆炸驱动环四亚甲基四硝胺（HMX，奥克托今）起爆过程的影响规律。结果表明，“电-化耦合爆炸”包含金属丝汽化与等离子体膨胀、HMX点火、HMX爆炸和爆轰产物导电通道瓦解四个特征阶段。通过定义HMX爆炸阶段能量占比（η_Ⅲ）和功率峰值比（γ），建立了判别机理转变的定量判据体系：当η_Ⅲ>90%且γ>0.5时系统处于HMX主导的“电-化耦合爆炸”模式；η_Ⅲ降至70%~80%、γ<0.2时转入铝丝主导的“电爆炸”模式；η_Ⅲ≈0、γ≈0且电流振荡消失时进入电阻主导的“电容瞬时放电”模式。铝丝直径通过控制“有效汽化电离质量分数”主导能量沉积机理的根本转变：直径从0.1 mm增至0.4 mm，系统释能机制依次经历上述3种模式的转变。初始充电电压通过“功率密度增强机制”调控耦合爆炸的强度与效率：电压从25 kV升至40 kV，第一功率峰值增大3.2倍、点火延迟缩短62%、HMX爆炸阶段沉积能量增大3.0倍、总沉积能量增大3.3倍。研究表明，减小铝丝直径的同时提高初始充电电压可增强“电-化耦合爆炸”效率，建立的定量判据体系与协同调控规律为电-化耦合爆炸技术的参数优化与精准控制提供了关键科学依据。

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• 芳族降速剂对HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响

  巩如楠, 程国荣, 赵卓安, 陈松, 刘所恩, 廉建彪, 张兵, 陈锦芳, 刘晓璐

  优先出版日期:2026-04-07  DOI: 10.11943/CJEM2026005

  摘要(41) HTML(130) PDF( 24)

  摘要：为了探索芳族化合物对CMDB推进剂燃烧性能的影响，使用2，2"-（丙烷-1，1-二亚基）双（4-叔丁基苯酚）（2，2"-（propane-1，1-diyl）bis（4-（tert-butyl）phenol），PDBP）作燃速调节剂制备了HMX-CMDB推进剂，并使用靶线法对不同PDBP含量的HMX-CMDB推进剂燃烧性能进行了研究，结果表明：随着PDBP含量增加，HMX-CMDB推进剂燃速和压强指数显著下降。含7%PDBP的HMX-CMDB推进剂在16 MPa下燃速降低至8.55 mm·s^-1，压强指数降低至0.217。相较传统降速剂蔗糖八醋酸酯（SOA），含等质量PDBP的HMX-CMDB在低压区（8~10 MPa）的燃速基本保持不变，在高压区（12~16 MPa）的燃速进一步降低，压强指数更低。此外，1%的PDBP替代SOA后，HMX-CMDB的爆热仅降低20 kJ·kg^-1。通过化学结构分析，PDBP的降速作用机理为：分子热分解后形成质子与具有共轭 π 键结构的稳定自由基分子，活泼的质子能够与HMX-CMDB推进剂中含能分子分解出的活性自由基反应形成稳定结构，减缓自由基的自催化速率，达到降低燃速的作用。

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2026年第34卷第3期       含能材料创制

>专题导言

• 专题导言： 含能材料创制

  杨红伟

  2026,34(3):214-214, DOI:

  摘要(127) HTML(22) PDF(1.04 M)( 55)

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>含能快递

• 含能快递-2026年第3期

  杨红伟

  2026,34(3):215-216, DOI:

  摘要(118) HTML(34) PDF(674.61 K)( 53)

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>观点

• 高能高耐热含能材料发展策略

  杨红伟

  2026,34(3):217-219, DOI: 10.11943/CJEM2026050

  摘要(146) HTML(49) PDF(632.66 K)( 86)

  摘要：

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>研究论文

• 基于吡唑［1，5-d］四唑稠环骨架的含能盐设计、合成与性能

  朱文超, 丁宁, 徐旭东, 姜延达, 孙琦, 李生华

  2026,34(3):220-228, DOI: 10.11943/CJEM2026030

  摘要(105) HTML(36) PDF(1.49 M)( 52)

  摘要：以4，6-二氯-5-硝基嘧啶为起始原料，通过三步反应制备得到两种基于吡唑［1，5-d］四唑稠环骨架的含能盐6-叠氮基-7-硝基吡唑［1，5-d］四唑氨盐（化合物4）和6-氨基-7-硝基吡唑［1，5-d］四唑肼盐（化合物5）。采用傅里叶红外光谱、核磁共振、元素分析和X-射线单晶衍射技术确定了其结构。结果表明，氨水与水合肼的加入促使3，5-二叠氮基-4-硝基吡唑（化合物3）分子中邻位的叠氮基团发生原位环化反应，进而构建吡唑并四唑稠环骨架。同时，水合肼可将分子中未参与环化反应的叠氮基团还原为氨基。基于Gaussian 16程序计算，化合物4与化合物5的生成焓分别为666.0 kJ·mol^-1和461.9 kJ·mol^-1；采用EXPLO 5软件计算得到，化合物4和化合物5的爆速（D）与爆压（p）分别为8617 m·s^-1、28.8 GPa和8789 m·s^-1、28.4 GPa；依据BAM标准测试方法测定，化合物4与化合物5的撞击感度分别为1 J和10 J，摩擦感度分别为5 N和120 N。

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• 硝基甲基取代的联四唑含能化合物合成及性能

  余学治, 程广斌, 杨红伟

  2026,34(3):229-234, DOI: 10.11943/CJEM2026048

  摘要(106) HTML(9) PDF(963.47 K)( 50)

  摘要：联四唑因氮含量超80 %且拥有优异的爆轰性能，成为含能材料领域的研究重点，但其稳定性欠佳的问题严重制约了实际工程应用。本研究以5，5''-联四唑二铵盐为起始原料，通过亲核取代反应将溴代硝基甲烷连接到联四唑分子骨架上，成功合成出一种稳定性显著提升、可潜在应用于低共熔物的新型硝基甲基取代的联四唑含能化合物（1）。采用核磁共振波谱（NMR）、元素分析（EA）和红外光谱（IR）完成了化合物1的结构表征，并通过单晶X射线衍射进一步确定其精确晶体结构。结果表明，化合物1属于单斜晶系，C2/c空间群，晶胞参数Z=8，晶体密度为1.683 g·cm^-3，，撞击感度为15 J、摩擦感度为324 N，计算爆速可达8325 m·s^-1、计算爆压为28.4 GPa，综合性能优于传统炸药三硝基甲苯（TNT，爆速6881 m·s^-1，爆压19.5 GPa，撞击感度15 J，摩擦感度353 N）。

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• 3-（4-硝基吡唑-1-基）-7-（N-甲基）硝胺基-［1，2，4］三唑［1，5-b］［1，2，4，5］四嗪的制备与性能

  冯珂, 江天宇, 陈思同, 张文全

  2026,34(3):235-240, DOI: 10.11943/CJEM2026032

  摘要(68) HTML(22) PDF(933.33 K)( 41)

  摘要：高氮多环骨架因其较高的氮含量和较好的氧平衡，已成为新型高能含能化合物的研究热点之一。基于高氮多环骨架设计合成的含能分子通常表现出较高的生成焓。本研究以［1，2，4］三唑［1，5-b］［1，2，4，5］四嗪为基本骨架，通过三步反应合成了一种新型高氮多环硝胺类含能化合物—3-（4-硝基吡唑-1-基）-7-（N-甲基）硝胺基-［1，2，4］三唑［1，5-b］［1，2，4，5］四嗪（化合物4）。该化合物的结构经核磁共振波谱（NMR）、高分辨质谱（HRMS）及红外光谱（IR）等多种手段确认。X射线单晶衍射分析表明，化合物4属于正交晶系，空间群为Pbca，晶体呈层状堆积，室温下晶体密度为1.701 g·cm^-3。热重-差示扫描量热（TG-DSC）测试显示，该化合物的热分解起始温度达167 ℃。基于EXPLO5软件的理论计算表明，其理论计算爆速和计算爆压分别为8078 m·s^-1和25.2 GPa。此外，采用BAM法测得该化合物的撞击感度为9 J，摩擦感度为180 N。

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• 1，2，5-噁二唑桥联双1，2，4-噁二唑化合物的合成及性能

  朱腾, 唐杰, 程广斌, 杨红伟

  2026,34(3):241-248, DOI: 10.11943/CJEM2025231

  摘要(60) HTML(20) PDF(1.29 M)( 48)

  摘要：氧化呋咱由于具有“潜硝基”结构而拥有高能量被广泛研究，但其稳定性相对较差限制了实际应用。本研究以二氰基氧化呋咱为原料，通过还原-肟化-环化缩合反应将氧化呋咱替换为呋咱结构，合成了稳定性更高的新型1，2，5-噁二唑桥联双1，2，4-噁二唑含能化合物（1），对其硝化后得到3-（4-（5-氨基-1，2，4-噁二唑-3-基）-1，2，5-噁二唑-3-基）-1，2，4-噁二唑-5（4H）-酮（2）。利用核磁共振（NMR）、元素分析（EA）和红外光谱（IR）对其进行了表征。此外，采用单晶X射线衍射法进一步验证了化合物的准确结构，其中化合物1为斜方晶系，Pbcn空间群，Z=4， ρ=1.825 g·cm^-3，化合物2·3H₂O为三斜晶系，P-1空间群，Z=2，ρ=1.641 g·cm^-3。化合物1和2的撞击感度均为40 J，摩擦感度为360 N，计算爆速分别为7921 m·s^-1和7660 m·s^-1，计算爆压分别为22.4 GPa和20.5 GPa，均高于传统炸药TNT（6881 m·s^-1，19.5 GPa）。

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• 耐热不敏感含能分子2-氨基-3，6-二硝基吡唑并［1，5-a］嘧啶的一步合成及性能

  俞龙鑫, 蔡子骛, 江天宇, 曹玉腾, 张文全

  2026,34(3):249-255, DOI: 10.11943/CJEM2025262

  摘要(90) HTML(29) PDF(1.35 M)( 41)

  摘要：富氮稠环含能分子因其高含氮量、高生成焓和大共轭结构，能够更好地平衡能量与安全性之间的矛盾，一直受到含能材料创制领域的广泛关注。但其合成路线往往涉及到骨架构建和官能团引入，因此相对繁琐。本研究以4-硝基-1H-吡唑-3，5-二胺和硝基丙二醛钠为原料，仅通过一步合成制备了稠合双环含能分子2-氨基-3，6-二硝基吡唑并［1，5-a］嘧啶（1），产率高达89.3%。采用核磁共振、红外光谱和X射线单晶衍射对目标化合物进行结构表征。化合物1晶体属于单斜晶系，C2/c空间群，室温下的单晶密度为1.774 g∙cm^-3。使用EXPLO5软件计算其爆轰性能，同时利用热重-差示扫描量热联用仪和撞击/摩擦感度仪测试其热分解温度与机械感度，结果表明化合物1的起始热分解温度为303 ℃，根据实测密度计算的爆速和爆压分别为7680 m∙s^-1和22.7 GPa，撞击感度和摩擦感度分别大于60 J和大于360 N，是一种有潜在应用价值的耐热不敏感炸药分子。

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• 稠环联四唑结构含能化合物的合成及性能

  张国杰, 谭磊, 邓启烨, 陈泓伟, 杨雅麟, 秦逸枫, 伍波

  2026,34(3):256-265, DOI: 10.11943/CJEM2025247

  摘要(97) HTML(31) PDF(1.40 M)( 46)

  摘要：以吡唑并嘧啶稠环联四唑和三唑并嘧啶稠环联四环为原料，通过硝化反应合成中性含能化合物3-硝基-7-氨基-6-（1H-四唑-5-基）吡唑并［1，5-a］嘧啶（3）和2-硝胺基-7-氨基-6-（1H-四唑-5-基）-［1，2，4］三唑并［1，5-a］嘧啶（4），并利用嘧啶环中N原子的碱性，通过质子转移引入富氧含能阴离子NO₃^-和ClO₄^-得到硝酸盐（5、7）和高氯酸盐（6、8）。利用核磁共振波谱（¹H NMR、¹³C NMR）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和元素分析测试（EA）等对化合物进行表征。通过溶剂挥发法得到了化合物5和7的单晶，并通过X-射线单晶衍射法对其进行表征并进一步确认化合物5和7的单晶结构。通过真密度仪、差示扫描量热仪（DSC）、撞击感度仪、摩擦感度仪等进行理化性能和感度测试，同时理论计算了其生成焓和爆轰性能。结果表明，化合物4~8的爆轰性能（爆速位于7870~8471 m·s^-1，爆压位于23.1~30.7 GPa）均优于TNT（D_v =6881 m·s^-1，p=19.5 GPa）。通过质子转移形成硝酸盐（5和7）和高氯酸盐（6和8）的爆轰性能均优于其母体化合物3和4，其中高氯酸盐8（D_v=8471 m·s^-1，p=30.7 GPa）爆轰性能最高，说明构建含碱性N原子的稠环联四唑结构，并通过改变富氧含能阴离子可以调控化合物的爆轰性能。

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• 4，6-二硝基-5，7-二氨基苯并氧化呋咱的合成新方法与性能

  杨雷, 杜薇, 李金山, 马卿

  2026,34(3):266-274, DOI: 10.11943/CJEM2025243

  摘要(68) HTML(16) PDF(1.38 M)( 45)

  摘要：为解决4，6-二硝基-5，7-二氨基苯并氧化呋咱（CL-14）现有方法中胺化反应不彻底、酸性杂质难以去除等问题，开发了一种CL-14合成新方法，以1-氯-3，5-二甲氧基苯（1）为原料，经硝化、叠氮关环和胺化三步法合成CL-14。考察了物料比、反应温度、反应时间、溶剂种类等因素对1-氯-3，5-二甲氧基-2，4，6-三硝基苯（2）、5，7-二甲氧基-4，6-二硝基苯并氧化呋咱（3）和CL-14得率的影响。同时，采用升降温结晶的方法培养得到了CL-14·DMSO晶体，为单斜晶系，属于P2₁/n空间群。采用Neyer D-最优化法测试了CL-14的短脉冲冲击起爆性能，起爆阈值电压为1223 V，表现出较好的冲击起爆感度。通过优化反应条件，从原料1经三步法合成CL-14的总得率为45%，纯度≥97%。

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• 抗吸湿ADN/HMTA共晶的制备与性能

  张永婷, 王影, 夏宏蕾, 张庆华

  2026,34(3):275-283, DOI: 10.11943/CJEM2025230

  摘要(107) HTML(19) PDF(1.81 M)( 62)

  摘要：为解决绿色高能氧化剂二硝酰胺铵（ADN）强吸湿性制约其工程应用的问题，制备ADN/六亚甲基四胺（HMTA，乌洛托品）共晶并对其进行性能研究。采用溶剂挥发法制备ADN/HMTA共晶，通过单晶X射线衍射（SC-XRD）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、有机元素分析（EA）、同步热分析（TG-DSC）、氧弹量热法、BAM撞击/摩擦感度测试及吸湿性测试，系统表征共晶的晶体结构、纯度、热性能、能量性能、机械安全性与吸湿性；借助Crystalexplorer构建2D指纹图谱对其分子间相互作用进行研究。结果表明，该共晶不对称单元中含2个ADN分子与1个HMTA分子，属单斜晶系C2/c空间群，密度为1.564 g·cm^-3，分子间相互作用分析有效印证了共晶中形成了键长更短、强度更强的N─H…N氢键；XRD与EA验证共晶为纯相且ADN与HMTA摩尔比为2∶1；热性能方面，共晶熔点为130.2 ℃，比ADN高38.8 ℃，热分解起始温度为168.5 ℃，比ADN高14.3 ℃；能量性能方面，共晶生成焓为-492.55 kJ·mol^-1，理论比冲值为201.07 s，计算爆速为7854 m·s^-1、计算爆压为20.72 GPa；机械感度方面，摩擦感度为288 N，撞击感度大于50 J，均高于ADN；吸湿性能方面，25 ℃、70%相对湿度下共晶153 h的吸湿率为0，而ADN 48 h时吸湿率已达20.95%。ADN/HMTA共晶的制备有效解决了ADN的强吸湿性问题。

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• 三环［3.3.1.0³^，⁷］壬-2，6-二酮的构建及其四硝基衍生物的合成

  祝龙, 周琪, 李欢, 李冰, 罗军

  2026,34(3):284-291, DOI: 10.11943/CJEM2025240

  摘要(44) HTML(13) PDF(1.04 M)( 38)

  摘要：以双环［3.3.1］壬-2，6-二酮为原料，经溴化、环合、还原脱溴等步骤构建了一种新型笼状骨架三环［3.3.1.0³^，⁷］壬-2，6-二酮，再通过酮羰基的肟化和偕二硝化合成了一种新型笼状含能化合物2，2，6，6-四硝基三环［3.3.1.0³^，⁷］壬烷。利用核磁共振、红外、元素分析对目标化合物进行了结构表征，通过X-射线单晶衍射确定了晶体结构，采用热重分析（TG）和差示扫描量热法（DSC）联用研究了目标化合物的热稳定性，通过EXPLO5预测了其爆轰性能。结果表明：2，2，6，6-四硝基三环［3.3.1.0³^，⁷］壬烷的晶体密度为1.69 g·cm^-3，属单斜晶系，P2/n空间群，起始分解温度为186 ℃，计算爆速为7319 m·s^-1，爆压为21.57 GPa，显著高于金刚烷型同系物2，2，6，6-四硝基金刚烷。

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• 新型离子型二茂铁基燃烧催化剂的制备及性能

  张强, 王海风, 姚亚鹏, 周元林, 孙囡, 王康才

  2026,34(3):292-300, DOI: 10.11943/CJEM2026033

  摘要(106) HTML(17) PDF(2.06 M)( 53)

  摘要：以二茂铁基催化剂［FcCH₂N（CH₃）₃⁺］［PbCl₃^-］·CH₃CN（1）和［FcCH₂N（CH₃）₃⁺］₅［BF₄^-］₄［I^-］（2）（Fc=Ferrocene）为研究对象，系统探究并评价了其对固体推进剂燃烧性能的调控作用。通过TG-DSC测试发现两种催化剂具有很好的热稳定性，其分解峰温度分别为433.3 ℃和481.6 ℃。采用DSC法，研究两种化合物催化高氯酸铵（AP）的热分解作用，在添加质量分数为3%的催化剂时，化合物1和2分别使AP的热分解温度降低了48.9 ℃和61.1 ℃。同时针对端羟基聚丁二烯（HTPB）固体推进剂的进一步研究发现，当配方中分别引入质量分数为2.5%的化合物1和2作为燃烧催化剂时，在3 MPa燃烧室压力下，推进剂燃烧速率由4.06 mm·s^-1提升至8.99 mm·s^-1和9.06 mm·s^-1；在3~10 MPa压力区间内，推进剂压强指数（n）由0.32降至0.24和0.16。化合物2表现出优异的燃烧催化性能，在高性能固体推进剂体系中具有潜在的应用前景。

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• 新型含能材料TYX-2的晶体结构解析与热分解动力学研究

  王帅, 窦金康, 唐长伟, 张婧, 高敏, 谭博军, 刘宁

  2026,34(3):301-309, DOI: 10.11943/CJEM2026046

  摘要(124) HTML(21) PDF(1.66 M)( 52)

  摘要：新型含能材料2，7-二（硝氨基）双（［1，2，4］三唑并）［1，5-b：1′，5′-e］［1，2，4，5］四嗪-5，10-二鎓-3，8-二内盐（TYX-2）因同时具备高能量与低感度的优势而备受关注。然而，在前期工作中尚未明确TYX-2的中性晶体结构，这在一定程度上制约了对其本征特性的深入研究。本研究采用丙酮/正己烷反溶剂体系制备了高质量的中性TYX-2·2（C₃H₆O）单晶，利用X-射线单晶衍射仪（SC-XRD）确定了其晶体结构。并采用差示扫描量热（DSC）和热重-质谱-傅里叶变换红外光谱联用技术（TG-MS-FTIR）表征方法分析了其热分解行为。晶体结构分析表明，TYX-2·2（C₃H₆O）晶体属于单斜晶系，空间群为P2₁/n，晶胞参数为a=10.6102（6） Å，b=6.7134（4） Å，c=12.3101（7） Å，晶体密度为1.509 g·cm^-3。TYX-2分子通过密集的氢键以及显著的π-π堆积作用，构建出稳定的三维超分子框架。热分析的结果表明，TYX-2的热分解峰温为217.5 ℃（升温速率10.0 ℃·min^-1），其分解过程呈现出典型的自催化行为，热解气体产物主要为CO₂、N₂O、HCNO、CO及NO₂。表观活化能经Kissinger法和联合动力学法计算分别为380.04 kJ∙mol^-1与302.40 kJ∙mol^-1，其固态热分解初期符合二维扩散（D2）模型，后期逐渐转变为化学反应控制。

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• 静高压下α相叠氮化铅的结构演化及非晶化行为

  张鸿, 曹晔, 黄琪, 张文全, 齐广宇

  2026,34(3):310-315, DOI: 10.11943/CJEM2026034

  摘要(111) HTML(23) PDF(1.10 M)( 41)

  摘要：炸药在受到冲击时面临极端的高压环境，其状态、晶相和微结构将发生变化，进而影响武器系统的稳定性和安全性。本文聚焦极端条件下起爆药的结构变化及稳定性，以α相叠氮化铅为研究对象，通过金刚石对顶砧技术、原位高压同步辐射X射线衍射光谱和原位高压拉曼散射光谱，开展其静高压下的结构演化研究。结果表明，在一个标准大气压至26.6 GPa的压力范围内，其X射线衍射及拉曼散射光谱并未出现新峰，α相叠氮化铅未发生结构相变；并且随着压力的升高其光谱逐渐宽化、甚至消失，说明α相叠氮化铅发生了压致非晶化。进一步的分析表明，α相叠氮化铅具有各向压缩异性，其晶胞中a轴和b轴的压缩率较小，且数值接近，c轴压缩率远大于a轴和b轴，叠氮化铅的密堆积效应主要是由于c轴的压缩导致的；完全卸压后，其光谱并未恢复至初始状态，说明压致非晶化作用是不可逆的，该不可逆非晶化作用是由于叠氮根离子的变形导致的。

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>综述

• PBX炸药热分解研究进展

  黄蒙, 周静, 唐秋凡, 张俊林, 王晓峰

  2026,34(3):316-331, DOI: 10.11943/CJEM2025241

  摘要(127) HTML(37) PDF(2.19 M)( 61)

  摘要：高聚物粘结炸药（PBX）在复杂环境下的热分解过程是典型的多尺度、多物理场耦合过程。现有研究多聚焦于特定尺度，呈现“碎片化”状态，缺乏能够贯通分子反应、介观损伤与宏观热-力行为的集成框架。本综述系统梳理了PBX热分解的研究现状，重点分析了PBX热分解的研究方法、影响因素以及应用，并展望了以下研究的方向：发展时空分辨先进原位表征技术；构建多尺度预测性仿真与理论模型；进行密闭约束条件下PBX炸药的热分解动力学研究，开发用于环境条件下长期老化预测模型。基于物理机制的寿命预测模型，可以结合弹药的实际服役历史，对其状态及后续服役寿命进行精准评估，指导耐老化PBX炸药配方的长效设计。

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