CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS
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  • 2019年第27卷第1期文章目次
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    • >推进与发射
    • 旋转条件下AP/HTPB二维火焰结构的数值分析

      2019, 27(1):1-8. DOI: 10.11943/CJEM2018052

      摘要 (1570) HTML (911) PDF 0.00 Byte (1519) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究底排推进剂高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)旋转条件下微尺度燃烧特性,建立了AP/HTPB二维周期性三明治定常旋转燃烧模型,气相采用两步总包反应,耦合气固热边界层,拟合旋转动量,并对燃烧压力为0.1~5 MPa,转速0~10800 r·min-1条件下的二维火焰结构进行了数值模拟。结果表明, 转速在10200 r·min-1的工况下,当燃烧压力为0.1~0.5 MPa时,火焰呈预混燃烧特性;当燃烧压力为0.5~3.5 MPa时,火焰呈现扩散、预混燃烧双重特性;当燃烧压力大于3.5 MPa时,形成狭长的扩散化学反应带。分别针对不同燃烧压力和不同转速下的稳态燃烧过程进行了数值分析,得知气相火焰偏转角与压力呈线性正相关;转速在0~10200 r·min-1之间时气相火焰偏转角与转速呈线性增长,但是当转速在10200~10800 r·min-1时,气相火焰偏转角与转速近似呈指数增长。燃面平均雷诺数的变化趋势与气相火焰偏转角度基本一致,因此可以通过燃面平均雷诺数来描述旋转与压力对气相火焰偏转角度的影响。

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    • 聚缩水甘油醚硝酸酯增塑剂的性能

      2019, 27(1):9-13. DOI: 10.11943/CJEM2018110

      摘要 (2402) HTML (1347) PDF 0.00 Byte (2190) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究聚缩水甘油醚硝酸酯增塑剂(PGNN)在含能推进剂、高聚物粘结炸药(PBX)中应用的可能性,合成了不同数均分子量的PGNN,研究了增塑剂分子量与密度、黏度、玻璃化转变温度及挥发性的关系。采用热重法(TG)研究了PGNN与推进剂、炸药主要组分的相容性,通过感度测试和运输振动试验考察了PGNN的贮运安全性。结果显示,数均分子量为523的PGNN具有较高的密度(1.43 g·cm-3)、较低的玻璃化转变温度(-56 ℃)和较低的挥发性(60 ℃,0.096 mg·cm-2·h-1);PGNN与奥克托今(HMX)、高氯酸铵(AP)、黑索今(RDX)、Al等相容,安全性好,摩擦感度和撞击感度均为0,在4 h的模拟高速公路运输试验中,无燃烧、爆炸等发生。研究表明,数均分子量约500的PGNN是理想的齐聚物增塑剂

    • HTPB推进剂复合型裂纹尖端变形场测量及破坏模式分析

      2019, 27(1):14-20. DOI: 10.11943/CJEM2018086

      摘要 (1735) HTML (663) PDF 0.00 Byte (1579) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂复合型裂纹尖端变形场测量及破坏模式分析,制作了含中心贯穿复合型裂纹的HTPB推进剂试件,进行了动态拉伸观察试验,获得了复合型裂纹的扩展特性,并通过数字图像相关方法(DIC)得到试件表面及裂纹尖端的应变场,对复合型裂纹尖端应变场特点及应变场与裂纹扩展规律的关系进行了研究。结果表明, 复合型裂纹试件的拉伸过程可以分为线性段、非线性段和失效段三个阶段,裂纹沿与载荷垂直的方向扩展;数字图像相关方法采用大变形分析方法能有效解决试件大变形的问题,可以定量给出试件表面的应变场,且应变集中区域与理论结果吻合;复合型裂纹的扩展与应变场的变化密切相关,应变场在裂纹尖端产生应变集中,导致裂纹扩展。

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    • Effects of Plasticizers,Antioxidants and Burning Rate Modifiers on Aging Performance of the HTPB/ HMDI Composite Solid Propellant

      2019, 27(1):21-27. DOI: 10.11943/CJEM2018045

      摘要 (1600) HTML (1737) PDF 0.00 Byte (2143) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • TiO2 NRAs/CdS/Au复合薄膜光催化降解UDMH废水

      2019, 27(1):28-34. DOI: 10.11943/CJEM2018020

      摘要 (1339) HTML (642) PDF 0.00 Byte (1686) 评论 (0) 收藏

      摘要:为降低偏二甲肼(UDMH)废水处理能耗、避免因使用添加剂等造成二次污染,制备了一种可见光响应的TiO2纳米棒阵列(NRAs)/CdS/Au复合薄膜光催化剂。结果表明,TiO2 NRAs/CdS/Au复合薄膜能够利用可见光降解UDMH,并且以模拟太阳光做光源时复合薄膜对UDMH的降解效果优于单纯可见光做光源时的效果。随UDMH初始浓度增加,其降解率降低,但总降解浓度上升; TiO2 NRAs/CdS/Au复合薄膜光催化降解UDMH废水适宜的pH约为7.2;加入空穴捕获剂、羟基自由基捕获剂及鼓入氮气都降低UDMH降解率,而鼓入空气则会使UDMH的降解率提高。模拟太阳光和可见光分别照射时,TiO2 NRAs/CdS/Au复合薄膜都能够对UDMH降解过程中产生的有毒物质亚硝基二甲胺(NDMA)和偏腙(FDMH)实施降解,但模拟太阳光下效果更好,鼓入臭氧有助于NDMA和FDMH的快速去除。

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    • 偏二甲肼大气氧化生成亚硝基二甲胺(NDMA)的机理

      2019, 27(1):35-40. DOI: 10.11943/CJEM2018073

      摘要 (1385) HTML (853) PDF 0.00 Byte (1935) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确定大气中偏二甲肼(UDMH)转化为亚硝基二甲胺(NDMA)的反应路径,采用量子化学方法对UDMH在大气中氧化生成NDMA的反应机理进行了研究,在B3LYP/6-311+G(d,p)和M06-2X/6-311+G(d,p)水平上对反应体系的反应物、中间体、过渡态及产物进行了几何构型优化和频率计算,在CCSD(T)/aug-cc-pVTZ水平下进行单点能校正,构筑了反应的势能剖面。结果表明,UDMH氧化反应引发的过程是一个脱氢或加氧过程;考虑到大气中氧化剂(HO·/O3/O2)的浓度,不同氧化剂引发UDMH反应速率的比例关系为v(O3)≈104×v(HO·)≈108×v(O2)。因此UDMH在大气氧化的引发过程中最主要是被O3氧化,UDMH摘除氢原子后生成中间体(CH3)2NN(H)·(IM1)。IM1在大气环境中HO·、HO2·及O3作用下都可以转化为NDMA,臭氧参与过程将降低反应活化能,促进NDMA在大气中生成。

    • >研究论文
    • N,N′-二(氟偕二硝基乙基)-3,4-二硝胺呋咱(LLM-209)的晶体结构及热分解性质

      2019, 27(1):41-46. DOI: 10.11943/CJEM2018072

      摘要 (2598) HTML (1365) PDF 0.00 Byte (2397) 评论 (0) 收藏

      摘要:0 ℃下,用发烟硝酸(98%)/乙酸酐(体积比10∶8)体系对N,N′-二(氟偕二硝基乙基)-3,4-二氨基呋咱(LLM-208)进行硝化,由LLM-208得到硝胺化合物N,N′-二(氟偕二硝基乙基)-3,4-二硝胺呋咱(LLM-209)。在无水甲醇中挥发培养,获得LLM-209的单晶,用X射线单晶衍射仪测试了其单晶结构。通过热重及差示扫描量热仪(TG-DSC)研究了LLM-209的热分解性能,用热重-红外联用仪测试了其气态分解产物,用EXPLO5(V6.02)程序预估了其爆速和爆压,用感度测试仪测试了其撞击感度和摩擦感度。结果表明,LLM-209属于单斜晶系,空间群P21/n,298 K下的晶体密度为1.94 g·cm-3。LLM-209有一个熔化吸热峰(94.27 ℃)和两个明显的分解放热峰(179.96 ℃和233.86 ℃)。LLM-209的气态分解产物主要为NO2、CO2、CO和N2O。LLM-209的理论爆速和爆压分别为8981 km·s-1和40.3 GPa。LLM-209的撞击感度和摩擦感度分别为4 J和48 N。

    • 三种低熔点二异噁唑含能化合物的合成与表征

      2019, 27(1):47-52. DOI: 10.11943/CJEM2018071

      摘要 (1571) HTML (958) PDF 0.00 Byte (1769) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究二异噁唑含能化合物的合成及性能,以二氯乙二肟、炔醇和炔溴为原料,经过[3+2]环化反应、硝化和叠氮化反应合成得到三种低熔点含能化合物:5,5′-二叠氮甲基-3,3′-二异噁唑(2)、3,3′-二异噁唑-5,5′-二亚甲基硝酸酯(4)和3,3′-二异噁唑-4,4′,5,5′-四亚甲基硝酸酯(6),总收率分别为66%,67%和64%。利用红外、核磁和元素分析对目标化合物和中间体进行了结构表征;探讨了—C+ N—O-和CC经1,3-偶极环加成反应构建二异噁唑的反应机理。利用DSC和TG研究了化合物(2)、(4)和(6)的热行为。化合物(2)、(4)和(6)的熔点分别为77.46,95.18 ℃和124.36 ℃,热分解起始温度分别为179.21,165.34 ℃和168.69 ℃。

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    • 溶剂-非溶剂法制备纳米FOX-7及其性能

      2019, 27(1):53-59. DOI: 10.11943/CJEM2018149

      摘要 (2485) HTML (1117) PDF 0.00 Byte (3488) 评论 (0) 收藏

      摘要:以N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)及两者的混合物为溶剂,通过溶剂-非溶剂法制备了纳米1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)。通过场发射电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TG)对所制备的纳米FOX-7的形貌、物相、结构和热性能进行了表征,并对样品的感度进行了测试;在此基础上,研究了溶剂、表面活性剂对纳米FOX-7性能的影响。结果表明:所制备的纳米FOX-7平均晶粒尺寸小于30 nm。添加表面活性剂有助于降低纳米FOX-7的晶粒尺寸及颗粒尺寸,提高其粒度分布均匀性,改善其分散性。与原料相比,所制备的纳米FOX-7的初始分解温度提高,两个分解放热峰之间温度范围变窄,能量释放效率及分解焓有较大的提高,撞击感度与摩擦感度明显降低。当采用混合溶剂并添加表面活性剂OP-10和Tween 20时,所制备的纳米FOX-7的初始分解温度都提高近15 ℃,分解焓分别提高了4.97%,4.65%,摩擦感度降低了66.7%,50.0%。

    • Viton/PVA粘结剂乳液的设计及其在炸药油墨中的应用

      2019, 27(1):60-67. DOI: 10.11943/CJEM2018154

      摘要 (1799) HTML (2030) PDF 0.00 Byte (3279) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步提高悬浮型炸药油墨的成型效果,以26型氟橡胶(Viton)的乙酸乙酯溶液为油相,聚乙烯醇(PVA)的水溶液为水相,吐温-80(Tween-80)和十二烷基硫酸钠(SDS)为复合乳化剂,设计了一种“O/W”(水包油)型粘结剂乳液。采用SPSS数据分析软件设计了L25(56)正交实验,对乳液制备中各组分的含量和配制工艺进行了优化,并对分析优化后的结果进行了实验验证,以乳液的静置稳定性为指标评价了乳液的稳定性。采用光学显微镜测试了乳液的微观结构。利用乳液作为粘结剂体系,六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)为主体炸药配制悬浮型炸药油墨,对炸药油墨进行了直写图案和晶型分析。结果表明,Tween-80/SDS质量比为1∶2、乳化剂(占乳液总质量)的质量分数为2%、水相、油相的浓度比2∶1,搅拌时间为30 min、乳化温度为20 ℃、搅拌速度为350 r·min-1,较有利于维持粘结剂乳液的稳定,通过优化实验条件制备的乳液粘合剂体系可以稳定约360 h。乳液分散相液滴的大小为20~120 μm,分布较均匀,无明显团聚现象。配制的炸药油墨书写流畅、不堵塞直写针头且CL-20基炸药油墨复合物的晶型未改变。

    • 准等熵加载特性对PBXC03炸药起爆的影响规律

      2019, 27(1):68-73. DOI: 10.11943/CJEM2018105

      摘要 (1641) HTML (1005) PDF 0.00 Byte (1696) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究准等熵加载特性对高聚物粘结炸药(PBX)起爆响应特性的影响规律,对具有不同加载压力(8,10,12 GPa)与加载斜率的准等熵加载下PBXC03炸药起爆响应过程进行数值模拟计算。采用准等熵加载下PBXC03炸药起爆响应实验得到1,1.5,2,3,4 mm处炸药背面粒子速度时间曲线,确定了PBXC03炸药的弹粘塑性双球壳塌缩反应速率模型(DZK)参数。利用DZK模型与参数得到了准等熵加载下峰值压力与加载斜率对PBXC03炸药起爆响应特性的影响规律。结果表明,两种加载方式(不同压力与不同斜率)对PBXC03炸药起爆过程均有较大影响,其他条件相同的情况下,加载斜率或峰值压力越大,炸药内的冲击波阵面峰值压力曲线和冲击波迹线增长越快且到爆轰时间越短。

    • TATB基PBX双曲Drucker-Prager强度准则适用性分析

      2019, 27(1):74-78. DOI: 10.11943/CJEM2018102

      摘要 (1364) HTML (601) PDF 0.00 Byte (1541) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确建立三氨基三硝基苯(TATB)基高聚物粘接炸药(PBX)材料的强度准则,通过自主研制的主动围压试验机获取了不同温度(22.5,35,50 ℃),不同围压(0~10 MPa)下材料的强度;根据单轴拉伸、单轴压缩以及围压压缩实验数据,采用传统Drucker-Prager(D-P)以及双曲D-P强度准则分别建立了不同温度下TATB基PBX材料的强度模型,并分析了其对于强度实验数据的预测精度。结果表明,双曲D-P强度准则对于22.5,35,50 ℃下强度实验数据的预测相对误差最大分别为2.41%,3.46%,5.22%,均方根误差分别为0.42,0.38,0.44 MPa,优于传统D-P强度准则结果;对于间接三轴拉伸和压缩破坏应力状态的预测,其相对误差分别为4.93%和12.14%,总体上均优于传统D-P、Mohr-Column、双剪以及单轴强度准则。考虑中主应力影响且处处正则的双曲D-P强度准则能准确预测不同温度下TATB基PBX材料的强度特性。

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    • >综述
    • 爆炸箔起爆器作用机理研究进展

      2019, 27(1):79-88. DOI: 10.11943/CJEM2018055

      摘要 (1745) HTML (1815) PDF 0.00 Byte (2641) 评论 (0) 收藏

      摘要:从金属桥箔电爆炸、电爆炸驱动飞片和飞片冲击起爆炸药三个方面,综述了爆炸箔起爆器作用机理的研究进展。认为:爆炸箔起爆器在分段式电阻率模型、先进飞片测速技术、基于能量转化系数的电爆炸驱动飞片速度计算模型和基于临界起爆判据的感度预测等方面取得了重要进展,获得了一些规律性认识,一定程度上促进了其低能化设计。指出:小尺寸条件下电爆炸驱动飞片过程中的能量耗散及飞片烧蚀的定量描述、飞片在飞行中的瞬时形态、爆炸箔起爆器小尺寸装药的非理性爆轰性能预测、波阵面后微流场观测技术将成为爆炸箔起爆器未来研究的重点。

    • >读者·作者·编者
    • 2019年第1期封面

      2019, 27(1).

      摘要 (1486) HTML (544) PDF 1.23 M (1473) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 2019年第1期目录

      2019, 27(1).

      摘要 (1966) HTML (521) PDF 761.12 K (1554) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 2019年第1期图文摘要

      2019, 27(1):Ⅰ-Ⅴ.

      摘要 (1357) HTML (489) PDF 4.66 M (1382) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 《含能材料》“含能共晶”征稿

      2019, 27(1):13.

      摘要 (1410) HTML (504) PDF 745.37 K (1145) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 《含能材料》“观点”征稿

      2019, 27(1):67.

      摘要 (1286) HTML (472) PDF 747.62 K (1070) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 《含能材料》“损伤与点火”征稿

      2019, 27(1):73.

      摘要 (1344) HTML (465) PDF 758.47 K (1115) 评论 (0) 收藏

      摘要:

富氮杂环含能化合物的创制

年第卷第

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