摘要:环三亚甲基三硝胺（RDX）、环四亚甲基四硝胺（HMX）和六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）三种多晶型含能材料在高压/高温高压下具有丰富的相变行为及相变特征，本文总结了三种炸药在不同压力环境下的相变路径、部分相结构及p-T相图，为含能材料的爆轰行为和理论研究工作提供参考。根据目前的研究现状，发现在较复杂的相变研究上仍存在分歧，大部分高压相的结构还不明确，p-T相图不够完善，相变理论的研究也存在明显不足。指出探索含能材料的不同晶型间转化机理和获取更多相结构信息将是未来的重点研究方向。

摘要:在甲醇/水溶剂中培养了3，5-二硝氨基-1，2，4-三唑肼盐（HDNAT）单晶，利用X射线单晶衍射仪测定了结构；晶体结构解析表明HDNAT属于正交晶系，空间群为P2（1），晶胞参数a=0.35976（12） nm，b=0.9348（3） nm，c=1.1833（4） nm，V=0.393.9（2） nm³，Z=2，D_c=1.91 g·cm^-3，μ=0.170 mm^-1，F（000）=230；采用TG-DTG分析了HDNAT的热性能，其分解峰温为193.17 ℃，分解历程为固相直接分解；设计并制备了含HDNAT的改性双基推进剂（CMDB）配方，测试了爆热、比容、密度、特征速度、比冲等能量特性参数和燃烧性能，实测爆热为6042 kJ·kg^-1、比容为638 L·kg^-1、密度为1.767 g·cm^-3、特征速度为1592.3 m·s^-1；Φ50 mm发动机燃烧性能实测结果表明，在15 MPa压强下工作稳定，比冲可达到250.91 s，燃速较RDX-CMDB推进剂提高18.8%以上，但推进剂的部分压强指数超过0.4以上。

摘要:采用硝酸胍一步反应法制备了三氨基胍硝酸盐（TAGN），通过元素分析、FT-IR、DSC和SEM等分析手段对其结构和性能进行了表征。通过超声波辅助降温结晶法获得了规则短块状TAGN晶体，研究了超声波、晶形修饰剂、降温速率和温控程序等因素对TAGN形貌和粒度的影响规律。结果表明：超声波辅助结晶技术可有效改善TAGN的晶体形貌和控制粒径分布，晶形修饰剂和温控程序对TAGN的形貌、粒径和粒径分布具有显著影响。在超声波（功率750 W，频率20 kHz）作用下，加入0.03%聚乙烯吡咯烷酮（PVP K30），通过设计的温控程序，可获得形貌规则，长径比小、表面光滑无棱角，高致密，粒度分布窄的两种粒度规格高品质TAGN晶体，其摩擦感度分别从20%降低至8%和4%，特性落高分别提高了5.9 cm和3.4 cm，密度从1.571 g·cm^-3分别提高到1.586 g·cm^-3和1.589 g·cm^-3，初始熔点从224.8 ℃分别提高到227.7 ℃和228.2 ℃，晶体产品综合性能明显优于直接合成产品；用该产品装药将显著改善装药工艺性能和提高固含量，从而提升武器性能。

摘要:声子谱在研究固体热力学性质和化学分解反应微观过程中起着重要作用，对声子谱的研究有助于揭示含能材料的初始热解机理以及爆轰性能和感度的微观物理机制。采用色散校正的密度泛函理论方法，计算了六硝基六氮杂异戊兹烷（CL-20）/1，4-二硝基咪唑（1，4-DNI）共晶及共晶组分的声子谱和热力学性质，通过分析声子态密度确定了声子模式存储和传递能量的方式，提出了热能流动方向，预测了引发键及撞击感度顺序。结果表明，ε-CL-20和CL-20/1，4-DNI共晶由声子态密度预测的引发键均为CL-20分子上的N─NO₂键，而1，4-DNI晶体的初始热分解涉及咪唑环的开环反应。通过对比CL-20和1，4-DNI分子分别在共晶和共晶组分中的声子态密度，发现共晶中二者的热稳定性均得到改善，从而导致共晶的热稳定性优于共晶组分。根据“入口模”声子数和特征振动频率Δω_d预测的撞击感度顺序均为：ε-CL-20>CL-20/1，4-DNI>1，4-DNI，与实验测定结果相一致。由声子谱计算的共晶及共晶组分的热力学参数，在相同温度下，其顺序为CL-20/1，4-DNI>ε-CL-20>1，4-DNI。低频声子对恒容热容（C_V）的贡献最大，由能量转移引起的化学键断裂可能经历了多声子向上泵浦过程。

摘要:为了获得奥克托今（HMX）及三氨基三硝基苯（TATB）基高聚物黏结炸药（PBX）热循环性能，在-40~75 ℃条件下对HMX及TATB基PBX进行热循环试验，采用超声回波法对分别经历3N个（N=0，1，2，…，9）热循环周期的炸药试件的纵、横波声速进行了测试，通过弹性模量和泊松比的超声测量方法计算得到动弹性模量（杨氏模量、剪切模量）和动泊松比，通过拉伸力学性能试验对静弹性模量进行了测试，计算得到动静弹性模量比。结果在热循环试验过程中，随着周期增加，HMX基PBX密度降低且降低速率逐步平缓，TATB基PBX密度呈先降低并速率放缓后略微回升的趋势，HMX及TATB基PBX纵波声速、横波声速、动杨氏模量、动剪切模量的变化趋势与其密度变化趋势一致，动泊松比基本不变，纵、横波声速与密度具有正相关的线性关系，静弹性模量先降低再升高，动静弹性模量比先升高再降低，静弹性模量和动静弹性模量比的变化拐点HMX基PBX在第15个热循环周期，TATB基PBX在第21个热循环周期。说明PBX热循环损伤量与密度变化和内部微损伤密切相关，超声纵、横波声速可定量评价PBX热循环试验中的热疲劳损伤；PBX动、静态弹性模量的差别是由PBX的结构特征所决定的；PBX动、静态弹性模量的变化趋势由微观机制控制，内在因素包括PBX内部的微裂隙、孔隙黏结剂流动。

摘要:为了研究单质炸药晶体微观性能对混合炸药宏观力学行为和撞击感度的影响，研究了梯恩梯（TNT）、黑索今（RDX）与奥克托今（HMX）三种常用炸药晶体的微塑性表征方法，并将炸药晶体的微塑性与单质炸药撞击感度进行了相关性分析。采用纳米压痕技术对三种常用炸药晶体进行了微弹性与微塑性的测试与计算，提出了以塑性能量与压痕总能量之比（η_P）量化炸药晶体微塑性的计算方法。结果表明：与压入深度计算的微塑性（δ_h）相比，本研究获得的炸药晶体微塑性η_P与粉末态单质炸药的撞击感度（P）达到95.8%的线性相关。本研究提出的炸药晶体微塑性量化方法将炸药晶体微塑性与其撞击感度建立起高度线性关系，为评价炸药安全等级提供了一种微观表征方法。

摘要:为了研究含能结构材料冲击响应特性，开展了以Al/Ni为代表的含能结构材料冲击压缩细观模拟研究。结合扫描电子显微镜照片分析了三种典型Al/Ni类含能结构材料的细观结构特性，研究了材料配比、制备工艺对材料细观结构的影响规律。从细观结构照片和细观颗粒初始形态入手，分别建立了Al/Ni类含能结构材料冲击压缩细观模型，计算并比较了该类材料在冲击压缩过程中的颗粒变形、压力响应、冲击温度分布及冲击波传播特性。结果表明：Al/Ni粉末复合材料的细观颗粒主要以Ni为基体，且Al颗粒随着其含量的上升而发生团聚；而Al/Ni多层复合材料主要以Al为基体，Ni近似于平行分布其中。Al/Ni类含能结构材料细观结构存在不均匀特性，导致其在冲击压缩过程中产生局部高压和热点，而这一特性无法由基于材料初始颗粒形态建立的均匀化细观模型得到。

摘要:为探究影响共晶炸药晶体稳定性和爆轰能量的关键因素，基于第一性原理方法对六硝基六氮杂异伍兹烷/奥克托今(CL-20/HMX)、六硝基六氮杂异伍兹烷/三硝基甲苯(CL-20/TNT)、苯并三氧化呋咱/1,3,5-三硝基苯(BTF/TNB)、3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮/5,6,7,8-四氢四唑并三嗪 (NTO/TZTN)等16种共晶炸药的晶体结构、分子间相互作用、物理化学性质参数、晶体稳定性及爆轰能量进行了研究。结果表明，分子间氢键强度小于21 kJ·mol^-1时，共晶晶体稳定性主要由氢键数量决定；氢键强度大于21 kJ·mol^-1时，共晶晶体稳定性主要由氢键强度决定。相对于单组分炸药，共晶炸药大多具有较好的氧平衡和氮含量，但晶体密度普遍较小，导致爆轰能量相对于单组分炸药并无明显优势。以CL-20共晶炸药为例，共晶设计需提升分子间氢键的强度，而非仅增大氢原子计量比、增加氢键数量以提升晶体稳定性。该策略能兼顾较好的氧平衡、氮含量和晶体密度，从而实现共晶炸药晶体稳定性和爆轰能量的实质性提升。

摘要:为了研究温度作用下奥克托今（HMX）晶体的微结构演化和热安定性，使用原位变温X射线小角散射（SAXS）和广角散射（WAXS），对比研究了平均粒径为5 μm和20 μm两种HMX晶体颗粒的缺陷演化和相变行为。WAXS结果表明，HMX（5 μm）的β→δ相变起始温度为194 ℃，比HMX（20 μm）的相变起始温度高8 ℃。Guinier定理拟合分析表明，两种HMX晶体在150 ℃均开始生成微缺陷，其回转半径约为0.9 nm；随温度升高，微缺陷的体积分数增加，高温下生成的微缺陷在降温过程不会消失；HMX（20 μm）的微缺陷含量高于HMX（5 μm）。微缺陷的累积会导致HMX晶体内部生成微裂纹，甚至发生开裂。SAXS、WAXS和扫描电镜观测结果均表明HMX（5 μm）具有更为优异的热安定性。讨论了微缺陷的生成机制，以及微缺陷对HMX感度的潜在影响。

摘要:为了研究2,4,6-三硝基甲苯(TNT)/1-硝基萘（NNAP）含能共晶形成过程，采用粉末X射线衍射（PXRD），傅里叶变换红外吸收光谱（FTIR）和差示扫描量热仪（DSC）在0，10，20，30，40，50 s以及2 min时刻下，对TNT/NNAP体系进行了研究。PXRD结果显示，不同研磨时间下的TNT/NNAP，在衍射角2θ=25.8°处首先出现新衍射峰并逐渐增强，该衍射峰对应TNT/NNAP共晶的{2 1 1}晶面；FTIR结果显示，随着反应的进行，TNT中C—N—O的弯曲振动峰（716 cm^-1）发生蓝移且峰变得尖锐，TNT苯环上C—C的弯曲振动峰（734 cm^-1）发生红移；DSC结果表明，TNT/NNAP共晶形成过程中在50，61，65 ℃出现三个吸热峰。结果表明，TNT/NNAP共晶首先在{2 1 1}晶面堆积，氢键和π-π堆积在形成TNT/NNAP共晶中起关键作用，TNT/NNAP生成2个低共熔物，再转化为共晶，共晶的熔点为65 ℃。

摘要:为了研究2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物（LLM-105）的结晶成核过程，利用CrystlScan多通道结晶仪测量了不同过饱和度比下LLM-105反溶剂结晶成核诱导期。采用诱导期测量法研究了过饱和度对LLM-105成核的影响并结合经典成核理论计算了成核的重要参数。结果表明，LLM-105反溶剂结晶的诱导期随过饱和度的增大而降低。当过饱和度比S<2.53时，主要发生异相成核，界面张力γ值为6.67717×10^-23 J·m^-2，表面熵因子f值为1.49；当S>2.53时，主要发生均相成核，界面张力γ值9.98942×10^-23 J·m^-2表面熵因子f值为2.23。表面熵因子值均小于3，表明LLM-105在乙酸乙酯为反溶剂结晶中的生长方式为连续生长机制。另外，当LLM-105反溶剂结晶为发生均相成核时，成核速率随着过饱和比的增加而增加，临界晶核半径和临界成核数量均随着过饱和比的增加而减小。

摘要:为了研究甲酸/水混合溶剂对含能离子盐5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟铵（TKX-50）生长形貌的影响，采用分子动力学方法计算了TKX-50晶面与甲酸/水混合溶剂之间的相互作用能。使用修正的附着能模型预测了TKX-50在不同体积比的甲酸/水（1/4，1/3，1/2，1/1和2/1）混合溶剂中的生长形貌，并且模拟了温度对TKX-50生长形貌的影响。结果表明，改变混合溶剂中甲酸的体积比，能够显著改变TKX-50的晶习。当甲酸/水的体积比为1/2，温度为298 K时，TKX-50的晶体形貌更接近球形。径向分布函数分析表明，TKX-50的(1 1 0)晶面与混合溶剂分子间同时存在氢键、范德华力和静电力。

摘要:为了研究不同联结方式对双四唑含能材料结构和性能的影响，比较分析了5,5′-联四唑-1,1′-二氧羟铵盐（TKX-50）、5,5′-偶氮四唑-1,1′-氮氧化物二羟氨盐（ATZO-1）、5,5′-偶氮四唑-5-氮氧化物钠（ATO-Na）等三个化合物的晶体数据，从键长、键角、二面角、氢键作用等微观层面总结了偶氮键（─N􀰗N─）和氧化偶氮键（─N􀰗N(O)─）的引入对双四唑化合物结构的影响。研究发现两个四唑环分子直接相连形成的联四唑结构最为致密，对称和致密结构使其具有高的晶体密度，采用玻恩-哈伯循环(Born-Haber cycle)和热力学中盖斯（Hess）定律计算了TKX-50、ATZO-1和5,5′-偶氮四唑-5-氮氧化物二羟氨盐（ATO-1）的生成热，根据Kamlet-Jacobs公式(K-J方程)计算了其爆轰参数，比较发现，─N􀰗N─和─N􀰗N(O)─引入到联四唑中可降低其晶体密度，在一定程度上提高其生成焓，由于晶体密度相差较大，TKX-50仍具有最高的爆轰性能。

摘要:采用附着能模型（AE模型）和分子动力学方法（MD方法）预测了奥克托今（HMX）在八种常用有机溶剂中的重结晶形态。结果表明，在真空中预测得到HMX晶体形态的优势晶面分别为：（0 1 1），（1 1 -1），（0 2 0），（1 0 0）和（1 0 -2）。其中（1 0 0）面是极性最大的晶面，并且与溶剂分子的相互作用能最大，因而导致该面的生长速度变慢，并在最终的晶体形态中成为面积较大的优势面。（1 0 -2）和（0 2 0）是与溶剂分子具有较小相互作用能的晶体面，在最终的晶体形态中这两个面表现为面积最小的晶面甚至是消失。计算了晶体形态的长径比，其顺序为：环戊酮>环己酮>N,N-二甲基乙酰胺（DMAC）>吡啶>丙酮>磷酸三乙酯>碳酸丙烯酯>二甲基亚砜（DMSO），这表明在二甲基亚砜和碳酸丙烯酯中进行重结晶实验更有利于HMX的球化。采用自然冷却方法在八种纯有机溶剂中对HMX进行了重结晶实验，重结晶实验结果与AE模型的模拟结果吻合良好，这表明AE模型适用于预测HMX的晶体形态，对HMX重结晶实验具有指导作用。

摘要:密度是决定含能材料爆轰性能的重要参数。为评估现有CHON类含能材料密度的计算方法，对等电子密度面法、分子表面静电势法、基团加和法、晶体堆积法、定量构效关系法、经验公式法等进行分析和归类。结果表明，基于分子体积预测方法的精度取决于分子间和分子内相互作用对密度影响描述的准确度。其中，准确描述氢键和van der Waals作用充满了挑战性。基于晶体体积计算密度的核心在于晶体结构的准确预测，结构搜索要面对巨大的状态空间和高度复杂的能量曲面的困难，预测效率是亟待解决的问题。体积加和法和经验公式法存在无法区分同分异构体和晶型的缺点，且对新发现的具有特殊结构的分子由于缺乏实验数据难以获得准确的经验参数，计算结果偏差较大。引入人工神经网络、遗传算法以及支持向量机等机器学习算法后，定量构效关系法在含能化合物性能与结构关系研究中取得很大成就，模型精度进一步提高将为基于材料基因组模式的含能材料设计研发奠定基础，这也是今后密度预测方法发展的主要方向。

摘要:六硝基六氮杂异伍兹烷（CL‍-20）的晶型转变与控制技术是含能材料领域的热点，也是其应用推广时必须解决的关键问题。为了更加深入掌握不同晶体特性ε‍-CL‍-20的晶型转变规律与机制，采用原位X射线粉末衍射仪技术，对其热晶变行为及等温晶变动力学进行研究，探讨了晶体表面及内部缺陷对CL‍-20的ε→γ热晶变行为的影响，计算了不同晶体特性ε‍-CL‍-20的等温晶变动力学并获得了相关参数。结果表明，温度是影响ε‍-CL‍-20热晶变的主导因素，对于几十到几百微米的ε‍-CL‍-20，随着晶体内部及表面缺陷的增多，热晶变起始温度降低、热晶变速率增大。与粒径100 μm的ε‍-CL‍-20晶体相比，超细ε‍-CL‍-20（0.5~1 μm）的热晶变起始温度更高，热晶变速率也较快，并从晶体缺陷的两面性解释了超细ε‍-CL‍-20的异常热晶变行为。CL‍-20在热刺激作用下发生ε→γ晶变时，晶体的表面缺陷及内部缺陷作为相变过程的薄弱环节对其有诱导作用，γ晶型在ε‍-CL‍-20晶体上成核势垒较低的空位、杂质或位错等缺陷处优先成核，随后在这些位置逐渐长大。

摘要:为了研究包覆结构对高聚物粘结炸药（PBX）动态损伤的影响，基于非局域近场动力学理论（Peridynamics， PD），结合Voronoi方法构建了含单层或双层包覆结构的高聚物粘结炸药（Polymer bonded explosive， PBX）的PD计算模型，模拟了不同加载条件下PBX的损伤响应。模拟结果显示，采用粘接剂1包覆时，相比于单层包覆而言，当加载速度分别为20，40 m·s^-1和60 m·s^-1时，双层包覆结构使HMX晶粒的损伤分别降低了42.8%、87.2%和46.8%，明显降低了PBX中HMX晶粒的损伤。HMX晶粒采用单层包覆结构时，损伤模式主要表现为穿晶损伤，采用双层包覆结构时，损伤模式转变为沿晶损伤。研究还得到了双层包覆结构下不同包覆材料对HMX损伤影响的定量结果，并据此得到了不同包覆结构的性能排序。同时发现包覆结构能够影响HMX晶粒内应力状态，从而影响HMX损伤程度。

摘要:针对常规炸药结晶方法（蒸发、溶析及降温等）过饱和度均一性调控难、溶剂回收率低等问题，设计了基于压力驱动、错流过滤的有机溶剂纳滤（OSN）膜结晶装置，并用于奥克托今（HMX）的膜结晶工艺研究。探讨了关键工艺参量（温度、压力）对其结晶形态和粒度的影响，与蒸发结晶进行了晶体形貌、结构的对比。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线粉末衍射仪（XRD）、热重-差示扫描量热仪（TG-DSC）等方法表征了2种方法重结晶后的HMX晶体。进一步考察了纳滤膜的长期操作稳定性，并将渗透回收的溶剂进行了再次膜结晶。结果表明，通过对温度与压力的优化控制，膜结晶工艺能够获得粒度分布窄（变异系数<46%）、晶体密度高（ρ_avg=1.8997~1.9004 g·cm^-3）及热稳定性优异的β-HMX。相较蒸发结晶，膜结晶过程中的过饱和度调控更易操作，制备的晶体形态更加均一；纳滤膜多次重复使用后，对溶剂中HMX分子的截留率仍能保持在92%以上，表现出良好的渗透选择稳定性；采用渗透回收的溶剂进行膜结晶仍能获得中值直径为34.92 μm、变异系数为37.22%的β型HMX晶体，表明该技术能够实现对结晶溶剂的高效回收再利用。

摘要:为研究小尺寸高聚物黏结炸药（polymer bonded explosive，PBX）半球的热冲击损伤特征，针对Φ10 mm TATB基和HNS基PBX半球样品开展了0~100 ℃水浴温度冲击实验，利用X射线显微层析成像（Micro-computed tomography，μCT）技术研究了样品损伤的三维形态和分布特征，并采用热弹塑性二维轴对称模型对样品温度冲击过程的热传导和热应力进行了模拟分析。CT结果表明温度冲击后2种样品均由边角起裂，其中TATB基PBX半球沿边部环向扩展，形态曲折，具有撕裂和脆断特征；HNS基PBX半球沿轴向基本贯穿，形态平直，具有脆断特征。数字模拟结果表明温度冲击过程中TATB基PBX半球内部产生较强的拉应力，由边角区域至中心区域拉应力先后超过其拉伸强度，导致主裂纹由半球边角区域萌生并向内扩展。样品损伤形态与温度冲击作用下的应力分布特征、黏结剂温度特性吻合。本研究为TATB基和HNS基PBX温度冲击损伤机理分析奠定了基础。

摘要:金属-炸药粘接界面的结构完整性评价具有重要意义和工程应用价值。为实现金属-炸药界面脱粘缺陷的高灵敏度检测，研究了基于多次超声脉冲反射的检测和成像方法，计算分析了铝、虫胶、黑索今（RDX）炸药3种介质的声阻抗以及粘接界面的超声反射特性，进一步针对不同胶层厚度和人工预制脱粘缺陷试件提取和分析了3次回波信号，讨论了不同胶层厚度对脉冲多次回波幅值的影响规律。实验结果表明，铝-胶界面、铝-水界面的反射波幅值差异明显，一次与多次回波均能有效区分有无胶层的区域，铝-胶界面引起的声衰减在多次回波中持续累加。随着胶层厚度增加，铝-胶和铝-水界面的声衰减特性差异在超声多次回波中体现的累加效应逐渐减弱。人工预制缺陷检测实验结果表明，多次超声脉冲反射法可以检出最小圆形Φ1.5 mm和矩形1 mm宽的脱粘缺陷。

摘要:为改善2，6-二甲基-4-羟基苯基五唑的产率和纯度问题，实验探讨了以2，6-二甲基苯酚为原料，经亚硝化、还原、成盐三步反应制备芳基五唑的母体原料2，6-二甲基-4-氨基苯酚盐酸盐（DMAPH）晶体的方法。采用红外光谱（IR）、X-射线单晶衍射（SCXRD）、扫描电镜（SEM）、X-射线粉末衍射（PXRD）、差示扫描量热分析（DSC）和理论计算对其化学结构、晶体结构、晶体形貌和稳定性能进行表征。结果表明：以亚硝酸钠和冰乙酸作为亚硝化试剂，亚硝化产率可达90%以上。通过改变析晶溶剂，可获得片状、针状、块状和板状形貌的盐酸盐晶体，而温度只会影响析出晶体的粒径大小。甲醇溶剂析出的DMAPH晶体主要占比晶面是（400）晶面，其他溶剂析出的主要占比晶面为（214）晶面。DMAPH的分解峰温在220~240 ℃，具有良好的热稳定性，相比无定型的DMAPH粉末，晶体对空气的稳定性较好，比较适合长期储存。

摘要:为改善钝感炸药3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮（NTO）的酸性，将NTO分别与3，5-二氨基-1，2，4-三唑（3，5-DATr）、咪唑（IMZ）反应，制备得到了NTO·（3，5-DATr）含能离子盐（Ⅰ）和NTO/IMZ含能共晶（Ⅱ）。通过溶剂挥发法培养得到了单晶，利用X-射线单晶衍射仪确定了其晶体结构。晶体Ⅰ属于单斜晶系，空间群为P2₁/c，M_r=229.19，晶胞参数a=3.5687（7） Å，b=17.245（3） Å，c=14.655（3） Å，β=93.79（3），V=899.9（3） ų，Z=4，D_c=1.692 g·cm^-3；晶体Ⅱ属于正交晶系，空间群为Pbcn，M_r=207.17，晶胞参数a=16.9398（16） Å，b=5.6802（5） Å，c=17.9111（19） Å，V=1723.4（3）ų，Z=4，D_c=1.597 g·cm^-3。采用差示扫描量热法（DSC）和热失重法（TG）研究了其热分解行为，结果表明二者均具有良好的热稳定性。运用Gaussian 09程序对化合物结构进行优化并计算其生成焓，用EXPLO 5软件对二者的爆速和爆压进行了评估（Ⅰ： D=7662.3 m·s^-1，p=21.0 GPa；Ⅱ： D=6490.2 m·s^-1，p=14.6 GPa）。采用BAM方法测试了其机械感度，结果表明，二者均对撞击和摩擦钝感（IS>40 J，FS>360 N）。利用pH计测试了化合物标样的pH值，在0.01 mol·L^-1的标准溶液中NTO，Ⅰ和Ⅱ的pH值分别为2.92（22.8 ℃）， 4.10（22.7 ℃），4.98（22.8 ℃），表明盐和共晶的形成在一定程度上改善了NTO的酸性。

摘要:以五唑银盐（或五唑羟胺盐）和盐酸羟胺为原料，设计并合成了一种新型的基于五唑阴离子的含能共晶化合物（NH₃OH⁺N₅^-）₂·NH₃OH⁺Cl^-·H₂O。采用单晶X-射线衍射分析（XRD）、傅里叶红外光谱（IR）和元素分析对该化合物的结构进行了表征，晶体属于单斜晶系，P2₁/n空间群，晶胞参数为a=3.8390（6） Å，b=14.665（2） Å，c=21.975（3） Å，V=1236.4（3） ų，α=γ=90°，β=92.034（3）°，Z=1，D_c=1.589 g·cm^-3。利用差示扫描量热仪（DSC）和热失重分析仪（TG）对（NH₃OH⁺N₅^-）₂·NH₃OH⁺Cl^-·H₂O的热稳定性进行了研究，结果显示其初始分解温度约为95.6 ℃，热稳定性良好。通过EXPLO5计算其爆速为8260 m·s^-1，爆压为23.79 GPa。该共晶化合物具有较低的撞击和摩擦感度（IS>40 J；FS>360 N），盐酸羟胺的共结晶大大降低了NH₃OH⁺N₅^-的机械感度。

摘要:为了实现对硝酸酯增塑聚醚（NEPE）推进剂药柱贮存寿命进行预估时的测量无损性，通过对施加10%定压缩应变的NEPE推进剂进行高温热加速老化实验、气体含量监测实验、单向拉伸力学性能实验，基于相关性分析和寿命预估模型，提出了一种以特征气体含量变化为基础数据的无损型寿命预估模型。结果表明，NEPE推进剂贮存老化过程中，CO气体释放量最大，不同温度条件下的释放量均达到1300 mg以上，且其和NO气体均呈现老化初期释放量增长缓慢，后期迅速增加的规律，HCl气体释放量在老化初期和后期增长较快，老化中期增长较慢；老化初期最大抗拉强度σ_m和最大延伸率ε_m小幅增大，老化中期前者小幅震荡，后者逐渐增大，老化后期两者均急剧减小；不同温度条件下CO气体释放量与最大抗拉强度关联度值最大，为0.93~0.95，且两者存在单一相关性；基于传统老化寿命预估模型和改进的老化寿命预估模型，建立了四种NEPE推进剂寿命预估方法，通过相关性系数比较和预估结果分析，得出以CO气体释放量作为预估参数的改进型寿命预估模型的相关性系数最大，寿命预估结果最为有效。

摘要:2，4，6-三硝基甲苯（TNT）是军事活动中最重要的武器能源体，其不仅具有强大的毁伤作用，同时还具有化学毒性，即使是痕量的TNT，也会对自然环境、人类健康造成严重威胁。因此，发展具有高灵敏、高准确性、快响应的痕量炸药检测技术，对保护生态环境、维护人类健康具有深远研究意义。在众多痕量检测技术中，生物传感技术具有选择性好，合成简单，响应快，灵敏度高等优势，具有良好的应用前景。本文综述了近年来生物传感技术在痕量炸药检测中的研究进展，重点讨论了抗体免疫、肽、适配体、酶以及多参量加载5大类生物传感器的优势以及局限性。其中基于适配体制备的传感器对炸药分子具有良好的亲和力以及特异性，检出限相较于其他几类传感器低1000倍，且稳定性良好，易于改造修饰，结构拓展能力强。今后研究的重点为基于适配体等生物受体元件构筑的高通量痕量炸药传感系统，结合神经网络算法，机器学习技术，构筑具有多重检测以及仿生遥感性能的痕量炸药生物传感技术。

摘要:为系统研究氮氧杂六元环含能化合物，以硝基甲烷、叔丁胺与甲醛溶液为起始原料，经缩合环化构建噁嗪环骨架，硝化获得新型熔铸炸药5-甲基硝酸酯-1，5-二硝基噁嗪烷（TNOP），总收率为46.2%。并采用红外光谱、¹H NMR、¹³C NMR及元素分析等进行了结构表征，培养了TNOP单晶，晶体结构为正交晶系，空间群为Pbca，Z=8，晶体密度1.722 g·cm^-3；采用DSC与TG-DTG法研究了TNOP的热行为；其熔点为110.8 ℃、分解点为203.5 ℃；研究了TNOP的爆轰与安全性能，其理论爆速8112 m·s^-1、计算爆压29.23 GPa、固相生成焓-346.6 kJ·mol^-1、撞击感度IS_TNOP＞50 J。研究结果表明，TNOP结构独特，利用N—NO₂、C—NO₂以及—ONO₂等含能基团协同调控其能量，具有合成工艺便捷、能量较高、熔点较低、不敏感的特点，可作为潜在的熔铸炸药应用于武器装备中。

摘要:采用溶剂挥发法制备获得1，3，5-三硝基苯/1，4-二硝基咪唑（TNB/1，4-DNI）共晶炸药，通过单晶X射线衍射表征共晶结构，其晶体属于正交晶系，P2₁2₁2₁空间群，晶胞参数：a=6.4068（5） Å， b=10.4569（8） Å， c=20.7164（17） Å， α=β=γ=90°， ρ=1.776 g·cm^-3， Z=4。采用差示扫描量热法（DSC）分析其热性能，结果表明其熔点为84.4 ℃，明显低于单组份TNB（123.5 ℃）和1，4-DNI（91 ℃）的熔点，且TNB/1，4-DNI共晶炸药经熔融冷却能够重新形成纯共晶炸药。采用经验氮当量法计算得到TNB/1，4-DNI共晶炸药的爆速为7704 m·s^-1，爆压为26.08 GPa，明显优于常用熔铸炸药TNT的爆轰性能。因此，TNB/1，4-DNI共晶炸药可作为一种新型熔铸炸药。

摘要:为了研究晶体形态对炸药物化性能、应用方式和应用效果的影响，采用溶剂-非溶剂结晶法，分别以二甲亚砜（DMSO）为溶剂、乙酸乙酯为非溶剂、1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐（EmimOAc）为结晶助剂，制备得到花球状2，6-二氨基-3，5-二硝基吡嗪-1-氧化物（LLM-105）晶体。EmimOAc的添加显著增强了LLM-105在DMSO中的溶解度，改变了LLM-105晶体生长方式和结构形态，对晶型无影响。热分析测试结果表明：花球状LLM-105晶体有两个明显的分解峰温，分别为347.3~350.5 ℃和356.7~360.4 ℃。采用GJB-772A-1997方法601.2测试了花球状LLM-105晶体的撞击感度，采用冲击片雷管起爆测试方法测试了花球状LLM-105晶体的冲击片起爆感度，结果表明：花球状LLM-105晶体的撞击感度与亚微米晶体相当，显著低于针状晶体；冲击片起爆电压低于亚微米晶体。

摘要:采用附着能（AE）模型、分子动力学（MD）方法，分别预测了1，1-二氨基-2，2二硝基乙烯（FOX-7）在真空条件下和八种不同溶剂中（二甲基亚砜（DMSO）、丙酮、甲醇、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N，N-二甲基乙酰胺（DMAC）、乙酸乙酯（EA）、水（H₂O）、DMSO/H₂O（V/V=2/1））的晶体形貌，计算了溶剂与晶面之间的相互作用能、溶剂影响下的附着能，得到了模拟晶习及其长径比值。为对比研究，同时采用自然降温法在以上八种溶剂的FOX-7饱和溶液中进行重结晶，得到了不同形貌的晶体。预测结果表明：真空下FOX-7晶体具有六个重要生长晶面：（1 0 ）、（1 0 1）、（0 1 1）、（0 0 2）、（1 1 0）、（1 1 ），其中（0 1 1）面的面积占比最大，为影响FOX-7晶体形态最重要的晶面。溶剂对晶体长径比的影响程度大小顺序为：DMSO2O<丙酮<甲醇2O。实验得出FOX-7在DMSO、甲醇及DMSO/H₂O溶剂中重结晶得到的晶体为块状；在丙酮、NMP中为长条棒状；在DMAC、H₂O中为针状；在EA中为片状。理论预测结果与实验结果具有较好的一致性，证明利用AE模型模拟FOX-7的晶习可为结晶实验提供较好的指导作用。热性能研究表明：晶体的表面形貌和内部缺陷会影响FOX-7的相变温度和热分解温度；晶体缺陷越少，α→β相变转晶温度越高；晶体长径比越大，粒径越小，第一分解温度越低。

摘要:通过溶液共晶法制备得六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）与二硝基二氮杂戊烷（DMMD）的共晶炸药CL-20/DMMD。采用X射线单晶衍射（SCXRD）、扫描电镜（SEM）、X射线粉末衍射（PXRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、差式扫描量热法（DSC）对其进行测试及表征。结果表明该晶体为单斜晶系，P2₁/c空间群，分子间以氢键为主要作用力并形成层状结构。PXRD表明CL-20与DMMD之间有新的晶相生成，FT-IR表明CL-20/DMMD部分衍射峰发生偏移的原因是产生了氢键作用。DSC显示CL-20/DMMD共晶熔点为180.8 ℃，比CL-20和DMMD的熔点分别提高了21.5 ℃和120.9 ℃；其主要热分解峰为240.1 ℃，比CL-20增加了3.5 ℃。根据Rothstein和Petersen理论预测爆速和爆压分别是9255 m·s^-1和41.08 GPa，较CL-20的爆速9386 m·s^-1，爆压45.09 GPa均略微下降，较DMMD的爆速7287 m·s^-1，爆压21.79 GPa、奥克托今（HMX）的爆速9048 m·s^-1，爆压40.55 GPa、黑索今（RDX）的爆速8945 m·s^-1，爆压37.28 GPa、梯恩梯（TNT）的爆速7042 m·s^-1，爆压21.44 GPa有所提高。

摘要:为了获得性能优良的含能材料，以4-氯吡唑为原料，经硝化、水解、酸化及成盐反应合成了一种新型含能离子盐4-羟基-3，5-二硝基吡唑胍盐（DNPOG），采用红外光谱、核磁共振分析及元素分析对其结构进行了表征，培养得到了DNPOG单晶，晶体结构为三斜晶系，空间群为P-1，相对分子质量M_r=233.17 g·cm^-1，晶胞参数a=4.8958（5） Å，b=8.1933（8） Å，c=11.9669（11） Å，Z=2，晶体密度D_c=1.750 g·cm^-3；计算研究了DNPOG晶体中的氢键及π-π共轭作用对其分子间相互作用力的贡献，其氢键占比为47%；采用差式扫描量热仪（DSC）和热失重仪（TG）研究了其热分解特性，其第一分解峰温为212.5 ℃；研究了DNPOG爆轰与安全性能，爆速7871 m·s^-1、爆压23.8 GPa、生成焓为-160.2 kJ·mol^-1、撞击感度20 J、摩擦感度240 N。研究结果表明，DNPOG为层状堆积，热稳定性较好、感度较低，是一种性能优良的低感炸药。

摘要:以1，4-丁二酸二酰肼为原料，采用“MNNG合环法”一锅直接合成了1，2-二（3，3′-二硝氨基-1H-1，2，4-三唑-5-基）乙烷一水合物（1），研究了化合物1的较优合成工艺。通过化合物1与1，3-丙二胺反应得到了1，2-二（3，3′-二硝氨基-1H-1，2，4-三唑-5-基）乙烷-1，3-丙二铵盐（2），通过X射线单晶衍射分析获得了化合物2的单晶结构。采用红外光谱、核磁以及元素分析对化合物1和2结构进行了表征；利用差示扫描量热法分析了热性能，结果表明1和2的起始热分解温度分别为184 ℃和214 ℃；利用EXPLO5（v6.02）软件模拟计算了化合物1和2的主要爆轰参数，其中化合物1的理论爆速为8602 m·s^-1，理论爆压为28.10 GPa，化合物2的理论爆速为7740 m·s^-1，理论爆压为19.10 GPa；利用BAM 感度测试仪进行感度测试，化合物1的撞击感度为35 J，摩擦感度为108 N，化合物2的撞击感度大于40 J，摩擦感度大于360 N。

摘要:以3，5-二硝基-4-溴吡唑（1）为底物，经水解与中和反应合成了4-羟基-3，5-二硝基吡唑（H-DNOP，2），并利用其酸性，设计、合成了DNOP的三种离子型含能化合物（3~5）。采用核磁、红外、X 射线单晶衍射等手段对化合物3~5的结构进行表征；利用差示扫描量热仪-热重联用研究了化合物3-5的三种离子盐的热性能，其中肼盐（3）的热分解温度最高为210.3 ℃。采用BAM测试方法测试了撞击感度和摩擦感度，并基于等键方程和Kamlet-Jacobs方程预测了其能量参数。结果表明，三种含能化合物的实测感度较低，撞击感度均为36 J，摩擦感度均为360 N，比三硝基甲苯（TNT）（撞击感度为15 J，摩擦感度为353 N）和黑索今（RDX）（撞击感度为7.4 J，摩擦感度为120 N）钝感；三种化合物理论爆速为7758~8288 m·s^-1，爆压为26.06~29.96 GPa。

摘要:以3，4-二氰基氧化呋咱为原料，利用氰基的多步官能团转化合成了联三氧化呋咱含能化合物3，4-二（3-氰基氧化呋咱基）氧化呋咱（BCTFO）。利用红外光谱、核磁共振、元素分析对产物结构进行了表征，结合GIAO法理论模拟，完成了¹³C NMR和¹⁵N NMR谱的归属研究。首次培养了适合单晶X-射线衍射分析的BCTFO单晶，测试结果发现BCTFO属于单斜晶系，空间群为C2/c，a=19.742（4） Å，b=8.851（2） Å，c=29.275（7） Å，V=4951.3（19） ų，Z=8，ρ=1.75 g∙cm^-3，F（000）=2600，S=1.043，R₁=0.0491，wR₂=0.1375。基于实测密度（ρ=1.76 g∙cm^-3）和预估生成焓（Δ_fH（s）=806.7 kJ∙mol^-1），利用Explo5（V6.04）软件预估BCTFO的爆速（D）和爆压（P）分别为8086 m·s^-1和27.3 GPa。采用差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TG）研究了BCTFO的热分解过程，其热分解峰温为235.4 ℃。按 BAM 标准方法测试BCTFO的感度，其撞击感度为16 J，摩擦感度为330 N。

摘要:为研究六硝基六氮杂异戊兹烷（CL-20）的高温热膨胀及相变规律，采用分子动力学方法和价角势能截距修正的ReaxFF-lg反应力场，考察了ε-、β-和γ-CL-20的相变温度和热膨胀系数。为验证力场适用性，计算了常温下三种晶型CL-20的密度、晶胞参数、晶格能和升华焓。采用三阶Birch–Murnaghan状态方程拟合了0~280 GPa压力范围内ε-CL-20的p-V曲线，得到体积模量及随拟合压力升高的变化规律。高温相变分析表明，ε-和γ-CL-20在398~423 K产生相变，其中ε→γ相变在常压下发生，而γ→ε相变需加压0.5 GPa以上；β-CL-20在448 K下转变为ε晶型。热膨胀系数分析表明，ε-CL-20高温热膨胀过程无明显各向异性，而β-和γ-CL-20分别在c方向和b方向表现出各向异性。研究结果表明，修正的ReaxFF-lg反应力场适用于ε-、β-和γ-CL-20的高温高压相变研究，对于β-和γ-CL-20的热膨胀研究精度有待进一步提高。

摘要:

摘要:以4-氯吡唑为原料，设计并合成了一种新的含能化合物——3，4-双（（4-氯-3，5-二硝基-1H-吡唑-1-基）甲基）-氧化呋咱，通过溶剂蒸发获得到了晶体。通过核磁共振、傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪和热失重分析仪对该化合物及其中间产物的结构进行了表征，并通过X射线单晶体衍射仪对产物晶体结构进行了测试。测试结果显示，该化合物属于正交晶空间群Pbca，晶胞参数为a=10.1817（7） Å，b=16.1917（11） Å，c=21.7300（16） Å，V=3582.4（4） ų，α=90°，β=90°，γ=90°，Z=8，D_c=1.836 g·cm^-3。采用Kamlet-Jacobs半经验方程预测了化合物的爆速8304 m·s^-1和爆压30.5 GPa。采用BAM标准方法进行感度测定，测得撞击感度为9 J，摩擦感度为180 N。

摘要:CL-20是迄今为止能量水平最高并可工程化生产的单质含能化合物，是第三代含能材料的典型代表，在新型武器装备的装药中具有极大的应用前景。CL-20的最优化合成生产以及CL-20基高能低感含能材料的制备是当前含能材料发展的重要方向。全文分析和总结了两次氢解路线制备CL-20过程各中间产物的相关研究发展状况，结合各反应中间体制造过程中所面临的问题给出了解决建议和展望分析。此外，讨论了CL-20结晶产物的研究进展，结构特征和主要性能。通过对CL-20的制备及晶体进行相关梳理，总结出低成本，高产率，高纯度，环境友好化是CL-20未来合成工艺的发展方向。

摘要:为分析CL-20/HMX共晶和HMX冲击波感度接近的机理，采用反应分子动力学方法（ReaxFF-MD），探讨了有无缺陷CL-20/HMX共晶在冲击加载下的力-热结构变化和初始化学反应，通过动量镜原理与最大压缩点吸收波阵面相结合方式，分析了快速结构响应和随后缓慢化学反应过程。结果表明，冲击加载无缺陷CL-20、HMX和CL-20/HMX共晶时，CL-20的分解速度比HMX快，CL-20/HMX共晶的分解速度与HMX接近；与沿CL-20/HMX共晶［111］晶向加载相比，沿［100］晶向分解更快，这与CL-20和HMX分子层的交替排布及滑移等因素有关。以2 km·s^-1的质点速度沿［100］晶向冲击加载含Φ20 nm孔洞的CL-20/HMX共晶时，孔洞周围结构没有产生射流现象，而是粘塑性收缩过程。孔洞塌缩形成的高温高压条件和结构上的粘塑性变形有效促使CL-20和HMX分子发生快速分解，孔洞塌缩新热点的形成进一步增强了冲击加载过程。

摘要:3，4‐双（3'‐氨基呋咱基‐4'‐）氧化呋咱（BAFF）为原料，采用廉价易得且绿色环保的丙三醇为溶剂，经氯化亚锡还原合成关键中间体 3，4‐双（3'‐氨基呋咱基‐4'‐）呋咱（BATF），后经过氧化氢氧化得到 3，4‐双（3'‐硝基呋咱基‐4'‐）呋咱（BNTF），总收率为59.0%。采用 1H NMR、13C NMR、IR、MS 和元素分析对 BATF 和 BNTF 进行表征，并成功获得 BNTF 单晶结构数据，BNTF 晶体为正交晶系，属 P212121空间群，a＝0.71437（10）nm，b＝0.96839（11）nm，c＝1.51555（17）nm，V＝1.0484（2）nm3，Z＝4，Dc＝1.876 g·cm-3， F（000）＝592；优 化 BNTF 合 成 工 艺 ，考 察 投 料 比 、反 应 时 间 及 反 应 温 度 对 BNTF 产 率 的 影 响 ，获 得 的 最 佳 工 艺 条 件 为 n（BATF）∶n（35%H2O2）∶n（98%H2SO4）∶n（Na2WO4?2H2O）=1∶60∶40∶0.86，反应时间 3 h，反应温度 30 ℃，收率可达 93.3%；采用DSC 法和 TG‐DTG 法测定 BNTF 的热稳定性，分别用 Kissinger 法、Rogers 法和 Arrenhis 法计算 BNTF 热分解反应的表观活化能Ea（147.83 kJ·mol-1）、指 前 因 子 A（9.33×1015 min-1）和 分 解 速 率 常 数 k（2.18×10-44），计 算 了 BNTF 的 热 爆 炸 临 界 温 度（Tb=201.36 ℃）；利用 Kamlet‐Jacobs 方程估算得到 BNTF 的爆速（8.3 km·s‐1）、爆压（31.3 GPa）；分别按照 GJB772A-1997 方法 601.2 和602.1 测试 BNTF 特性落高（H50=43.0 cm）和摩擦感度（36.0%）。

摘要:为探究裂纹分布、形态等复杂性对高聚物黏结炸药（PBX）曲面构件中超声传播特殊性的影响，优化水浸超声斜入射检测参数，基于有限元方法和典型检测工况，建立了曲面PBX构件超声无损检测的数值计算模型，利用COMSOL商用软件计算分析了表面瞬态位移激励下曲面PBX构件内部声场传播规律，模拟计算了不同角度及裂纹的超声检测信号，研究了入射角度等参数对曲面PBX构件裂纹水浸超声小角度斜入射检测结果的影响。数值仿真结果表明，声束与裂纹夹角为8°~10°时，小角度斜入射超声检测方法对PBX构件的内部裂纹缺陷的检测性能最优，且不受裂纹深度的影响。同时，设计制作了曲面PBX模拟试件，搭建了小角度超声检测实验系统，开展了不同入射角度、裂纹参数下的超声检测实验，实验所得最优检测角度（8°）与仿真结果（8°~10°）吻合，验证了数值模拟结果的合理性和小角度超声检测的有效性。

摘要:为了研究TATB基高聚物黏结炸药（Polymer Bonded Explosive，PBX）内部颗粒边界分布，需要对PBX炸药通过计算机层析成像技术（Computed Tomography，CT）扫描得到的低质量原始图像进行分析，开发自动化炸药颗粒边界勾勒算法。对原始图像利用灰度统计信息和二值化方法计算得到二值化炸药颗粒草图，提出弹性胶囊算法从二值化草图中识别炸药颗粒的粗略边界，再结合形态学变换和分水岭算法识别出更精确的炸药颗粒单像素边界，最后结合灰度值统计数字特征和弹性胶囊粗略边界图信息调整边界宽度与灰度，得到最终边界勾勒结果。将该基于弹性胶囊和分水岭算法的边界勾勒结果与Canny算法、相位一致性算法、经典分水岭算法流程、基于超像素算法等有代表性的图像分割算法输出进行横向比较，结果表明该边界勾勒过程识别的准确度明显更高，并且通过单幅图像确定的算法参数在同批次样品其他图像中同样具有良好的效果，在满足边界提取精度要求的基础上，无需反复调整参数即可处理批量图像数据，缩减人工的投入，证实了自动化边界勾勒算法的实用价值。

摘要:为了发展易放大、可连续化的共晶制备方法，采用溶剂/非溶剂法的微通道结晶技术制备了六硝基六氮杂异伍兹烷/奥克托今（CL-20/HMX）共晶。采用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、X射线粉末衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、热分析和感度测试，对样品的形貌、结构、热性能和感度进行了表征分析。结果表明，该方法成功制备了CL-20/HMX共晶，其表观形貌部分呈花簇状，直径为20~30 μm，由厚度为200~600 nm的片状晶体组装而成，部分呈单独的片状结晶（厚度为200~600 nm）；所制备的CL-20/HMX共晶在放热过程中仅有一个尖锐的放热分解峰，放热峰温位于243.4 ℃，低于原料CL-20（250.2 ℃）和HMX（284.7 ℃）。放热区间仅为242.7~246.0 ℃，比原料CL-20（230.0~254.6 ℃）和HMX（281.0~290.7 ℃）窄，具有较高的能量释放效率；表观活化能470.75 kJ·mol^-1，介于CL-20（175.04 kJ·mol^-1）和HMX（481.45 kJ·mol^-1）之间，比CL-20提高了295.71 kJ·mol^-1，具有较好的热稳定性；撞击感度为18 J，较原料CL-20（10 J）和HMX（14.4 J）分别提高8 J和3.6 J，摩擦感度比CL-20原料降低了20%，安全性有所提高。