摘要:为解决1-甲基-3，4，5-三硝基吡唑（MTNP）现有合成中的高温、高压等问题，开发了一种简易合成MTNP的新方法，即以4-氯吡唑（1）为原料，通过硝化、N-甲基化、苄胺化及氧化等反应合成MTNP。考察了物料比、温度、溶剂、脱苄试剂、氧化条件等因素对4-苄氨基-1-甲基-3，5-二硝基吡唑（4）、4-氨基-1-甲基-3，5-二硝基吡唑（5）和MTNP得率的影响；采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振（NMR）、高效液相色谱（HPLC）等对中间体及目标物进行结构表征。结果表明：合成中间体4时，采用摩尔比n（苄胺）：n（4-氯-1-甲基-3，5-二硝基吡唑，3）=6∶1，反应温度35 ℃，石油醚/水为溶剂的反应条件，得率为89.6%；合成中间体5时，采用浓硫酸（98%）为脱苄试剂，得率为95.2%；合成目标物MTNP时，采用中间体4为底物以及脱苄/氧化“一锅法”，得率为60.5%。通过优化反应条件，从原料1经一锅法合成MTNP的总得率为41.5%，纯度为98%（面积归一法）。

摘要:燃烧催化剂是调节固体推进剂燃烧性能的重要组分，为开发高效催化剂，探究单原子催化材料对固体推进剂中高能组分热分解的催化作用，设计制备了一种多孔碳（PC）负载单原子铁基催化剂（Fe-NC@PC），采用X-射线粉末衍射（XRD）、X-射线光电子能谱仪（XPS）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、高角度环形暗场扫描球差校正透射电镜（HADDF-STEM）和X-射线吸收精细结构谱（XAFS）对其成分和形貌进行了详细表征，并通过热重-差示扫描量热法（TG-DSC）研究了其对固体推进剂高能组分热分解过程的影响。结果表明，Fe-NC@PC中Fe原子以Fe-N键负载于载体表面，负载量为0.98%。添加5%的Fe-NC@PC，可使1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯（FOX-7）、奥克托今（HMX）、六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）和1，1''-二羟基-5，5''-联四唑二羟铵盐（TKX-50）的热分解峰温分别提前34.6，9.4，6.3 ℃和27.9 ℃，且改变其表观活化能，表现出明显的催化效果。

摘要:为提升Al粉作为金属燃料的释能效率，采用机械合金化的方法制备了含不同质量分数聚偏氟乙烯（PVDF）的铝基复合金属燃料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对其进行了表征，气体容量法测量了其活性铝含量，并用氧弹量热仪测量了其燃烧热，热重分析-差示扫描量热法（TG-DSC）和快速升温氧化装置对其热氧化性能进行了评估。扫描和XRD结果显示，经4%PVDF弥散嵌合改性的复合铝粉在升温过程中难以形成连续完整的Al₂O₃壳层；TG-DSC结果显示，复合铝粉1300 ℃氧化增重率为76.7%，比铝粉的40.9%提高35.8%；快速升温氧化实验结果显示，复合铝粉1100 ℃氧化120 s增重率达到64.6%，较铝粉的23.4%提高41.2%。

摘要:为探究新型含能光固化黏结剂端丙烯酸酯基聚3‐硝酸酯甲基‐3‐甲基氧杂环丁烷（APNIMMO）对RDX基光固化发射药热分解性能和燃烧性能的影响，设计并利用3D打印制备了一种高能APNIMMO/RDX发射药样品，采用差示扫描量热仪（DSC）和热分析红外气质联用仪（TG‐DSC‐FTIR‐GC）研究了APNIMMO/RDX光固化发射药的热分解过程和相关分解动力学参数，并通过密闭爆发器研究了APNIMMO/RDX光固化发射药的燃烧性能。结果表明：APNIMMO/RDX光固化发射药的热失重分为两个主要阶段，热失重和气体产物逸出主要集中在第Ⅰ阶段（158.9~234.3 ℃），此阶段APNIMMO/RDX的热分解起始于APNIMMO的分解放热，并促进RDX的熔融分解，导致RDX分解提前，这也导致了APNIMMO/RDX的临界爆炸温度（T_pe）要低于纯RDX；第Ⅱ阶段（234.3 ℃至测试结束温度）表现为既无放热也无吸热的“热中性”状态，这一阶段主要是APNIMMO侧链硝酸酯基完全分解后主链的缓慢分解。燃烧性能结果表明APNIMMO/RDX发射药燃速系数较低，压力指数偏高，中止燃烧试验样品表面存在大量孔穴，分析认为在APNIMMO/RDX发射药体系中，由于RDX含量较多，且在高压下RDX的燃速比APNIMMO黏结剂要大，两者间燃速的差异导致燃烧产生的热量和压力沿着形成的孔穴深入整个发射药内部，该过程受压力影响较大，因此压力指数偏高。

摘要:为了探究不同粒径氧燃复合组装材料在六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）中的定容燃烧、激光点火以及爆轰环境中的反应特性，采用颗粒悬浮方法构筑了3种粒径规格全氟聚醚（PFPE）功能化微/纳铝粉（nAl_150@xPFPE，μAl_1@xPFPE和μAl_5@xPFPE，其中x=2.5%，5.0%，7.5%），捏合造粒方法制备了CL-20基含铝炸药，通过密闭爆发、激光点火以及爆速、爆热试验装置研究了压力-时间曲线、激光诱导点火过程及其对能量释放速率和效率的影响。结果表明，随着PFPE质量分数的增加，nAl_150@xPFPE样品和μAl_1@xPFPE样品峰值压力和增压速率逐渐增大，μAl_1@7.5%PFPE样品峰值压力达到4138.4 kPa，增压速率达到0.216 MPa·ms^-1。但当PFPE质量分数超过5.0%时增压速率趋缓。同时，随着PFPE质量分数的增加，不管在纳米尺度还是微米尺度，PFPE功能化微/纳铝粉在CL-20中的燃烧速率逐渐增大；当x=7.5%时3种粒径规格PFPE功能化微/纳铝粉在CL-20中的燃烧速率分别提高2.1 cm·s^-1，1.8 cm·s^-1和2.3 cm·s^-1。此外，设计了4种富含燃料的CL-20基含铝炸药，其中JWL-3（62%CL-20/32%μAl_1@5.0%PFPE/6%钝感黏结组分）实测爆速8125 m·s^-1，爆热8049.8 kJ·kg^-1，能量释放效率达到86.10%。

摘要:研究端羟基聚丁二烯（HTPB）推进剂的固体组分因素、燃速性能与其药浆及成品的撞击感度、摩擦感度和静电火花感度之间的关联性，对于固体推进剂的安全生产与性能优化具有重要意义。本研究基于灰色关联分析方法，计算了HTPB推进剂的固体组分因素（铝（Al）含量、高氯酸铵（AP）含量、黑索今（RDX）含量及总固体组分占总质量的比例（固含量，S））及燃速与推进剂药浆及成品不同感度之间的灰色关联度，并确定了各感度的主要影响因素。研究结果表明，AP含量是影响HTPB推进剂药浆撞击感度和静电火花感度的主要因素，而RDX含量对药浆摩擦感度的影响最为显著。在HTPB推进剂成品感度的关联性方面，Al含量是撞击感度的关键影响因素，燃速和固含量分别是HTPB推进剂成品摩擦感度和静电火花感度的主要影响因素。

摘要:为进一步提升Virial-Peng-Long（VPL）状态方程（equation of state，EOS）描述气相爆轰产物热力学关系准确性，实现VPL EOS对高密度炸药爆轰性能预测准确性提升。在理论分析基础上，通过修正Exponential-6（Exp-6）势函数近程排斥段存在的异常拐点，得到势能曲线全域连续、光滑的指数型分子势Exponential-6modified（Exp-6m），基于Exp-6m势2~5阶维里系数理论值建立了改进形式的高阶维里型气相爆轰产物状态方程：Virial-Peng-Long-modified（VPLm） EOS。一方面，应用VPLm EOS计算了太安（PETN）、硝化甘油（NG）等低碳/无碳炸药，以及六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）等具有高能量密度炸药的爆轰Chapmann-Jouguet（C-J）参数，结果表明基于VPLm EOS能够准确评价炸药的爆轰性能。其中对PETN在较高密度下爆压预测偏差普遍低于1.5%，对高密度CL-20爆速预测偏差能控制在1.6%以内，计算准确性相比VPL EOS有了显著提升。另一方面，应用VPLm EOS计算了典型含金属起爆药叠氮化铅（LA）在不同密度下的爆速，结果表明VPLm EOS对LA爆速的预测准确性好于Explo5和CHEETAH，相比VPL EOS对LA在较高密度下的爆速计算更为准确。

摘要:为实现慢烤模型在炸药配方与装药行为全链条预测，并消除点火后温度场数值“奇点”问题，采用多组分参数拟合模型，对聚合物粘结炸药PBX-9501、PBX-9502及新型PBX-4的热分解响应与慢烤特性进行了系统性研究。通过构建组分参数驱动的全过程模拟框架，建立基于Arrhenius反应动力学与JWL产物气体状态方程的多物理场耦合模型，实现从炸药热分解初态到壳体破裂终态的全过程数值表征。研究结果表明：PBX-9501和PBX-9502的点火时间模拟值与已有实验数据误差分别为3.4%和5.7%，验证了模型的可靠性；PBX-4的爆响时间预测值与验证实验均值误差仅为2.3%，验证了模型的泛化能力。通过动态调控产物气体状态参数，成功将爆炸温度稳定在3328~3502 K的合理区间，解决了已有纯固体烤燃模型中的点火后温度场“奇点”问题。

摘要:为了更加合理地调配固体推进剂的3D打印工艺参数、提升打印质量，基于单层堆叠过程，采用数值模拟方法对挤出速度、打印高度以及打印温度3个影响因素进行了正交设计研究。通过方差和极差分析计算了各因素影响程度，并用灰色关联度方法进行了比较，综合考虑特殊点打印精度后筛选出最优工艺参数搭配，设计了一种通过单线截面数据计算打印线间距的方法，并进行单层打印的仿真模拟与实验验证。结果表明，挤出速度是影响打印质量的主要因素，当挤出速度为12 mm·s^-1、喷嘴高度为1.2 mm、打印温度为55 ℃时，打印成型件质量最优，参数修正后试件拉伸强度由0.21 MPa上升到0.43 MPa，密度由1.43×10³ kg·m^-3上升至1.65×10³ kg·m^-3，单层打印仿真及实验表明，参数修正后成型质量明显提升。

摘要:3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮（NTO）是典型的不敏感含能材料，兼具感度低、能量高以及制造工艺简单等特点，近年来受到了研究者们的广泛关注。NTO晶体形貌、粒度大小等结晶特性是其制造和应用的关键环节，直接影响产品的流散性、堆积密度、感度以及爆轰性能。研究从NTO结晶基础、粒度形貌调控、共晶及包覆角度系统综述了NTO结晶及改性技术研究进展，重点介绍了NTO在常用溶剂中的结晶热力学和动力学、以及球形化结晶技术，指出了通过共晶和包覆方法实现NTO能量和安全相互兼顾的有效策略。建议进一步开展或加强基于水体系的绿色结晶、球形单晶制备、结晶器设计与流场模拟等方面研究，为结晶工艺精确调控和工业生产提供支撑，加速形成满足不同应用场景的多规格NTO结晶产品。