含能射孔弹双层药型罩穿孔性能研究

含能射孔弹药型罩主要采用含能材料压制的单金属药型罩,该弹穿深性能低。而双层含能射孔弹内层采用高钨配方,外层采用含能材料,既提高了穿深性能,又清洁了孔道。本文中,设计了一种新结构的压罩模具,成功压制了双层药型罩,打靶结果为双层药型罩射孔弹的穿深为695 mm,单金属药型罩为400 mm,双层药型罩的穿深比单金属药型罩提高73.8%,表明与单金属含能射孔弹相比,双层含能射孔弹有明显的优势。     

金属有机骨架化合物作为高能钝感材料的研究进展

通过配位化学合成得到的金属有机骨架化合物(MOFs)在气体贮存、分子分离、催化以及药物缓释等领域具有广阔的应用前景。近年来,MOFs在含能材料领域,特别是在高能钝感材料领域的应用潜力日益突出。按照MOFs空间骨架结构的分类,分别综述了一维、二维以及三维MOFs材料的合成及表征,着重讨论了不同空间结构的MOFs材料所具有的能量特性和钝感特性。可以预见,含能MOFs将为设计与合成新一代高能、低感度的绿色含能材料提供一个崭新的研究思路。     

金属有机骨架材料作为荧光探针的研究进展

金属有机骨架材料(MOFs)是利用金属离子或金属离子簇形成的次级结构单元与含氮、羧酸类官能团的有机配体通过自组装形成的具有晶体结构的多孔材料,与传统多孔材料相比,其拥有极高的比表面积和孔隙率,且孔道结构可调。金属有机骨架材料荧光探针的发光机理包括:基于中心金属离子发光、基于有机配体发光、基于配体到金属的电荷转移(LMCT)或金属到配体的电荷转移(MLCT)发光、基于封装具有优异发光性能的客体分子发光。通过检测目标物使金属有机骨架材料荧光光谱发生变化,从而实现对目标物的检测,金属有机骨架材料荧光探针已经在众多领域得到了广泛的应用。金属有机骨架材料荧光探针主要包括传统金属有机骨架材料荧光探针、通过后合成修饰改性的金属有机骨架材料荧光探针以及通过封装客体改性的复合金属有机骨架材料荧光探针。过去学者们热衷于制备传统金属有机骨架材料荧光探针,近来为了丰富其可检测目标物的种类,开始研究将传统金属有机骨架材料荧光探针孔道结构可调的优点与荧光性能优越的客体材料相结合,开发复合金属有机骨架材料荧光探针,或将传统金属有机骨架材料荧光探针进行后合成改性。本文通过介绍近年来金属有机骨架材料荧光探针对爆炸物、阴阳离子、生物小分子、温度、p H以及溶剂中的水等待测物检测识别中的应用,分析目标物使荧光光谱发生变化的机理,总结金属有机骨架材料荧光探针的设计理念,为金属有机骨架材料荧光探针的设计开发提供了新思路。     

溶胶-凝胶法制备HMX-AP-SiO_2纳米复合含能材料

以正硅酸乙酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备奥克托金(HMX)-高氯酸铵(AP)-SiO2纳米复合含能材料,采用扫描电镜、X射线衍射分析、BET比表面积等方法对其结构进行表征。结果表明,HMX-AP-SiO2纳米复合含能材料是以SiO2为凝胶骨架,HMX与AP进入凝胶孔洞形成的,其具有纳米网孔结构;差热分析表明,溶胶-凝胶法制备的复合材料的热分解峰温度较物理混合相比大大提前,分解热高于物理混合物。     

超细含能材料的微胶囊化技术

含能材料超细化是提高能效的有效途径,微胶囊化可拓展这一新型材料的应用领域.将超细含能材料微胶囊化,不仅可以在保持活性的同时提高含能材料的安定性,而且可以提高超细含能材料的分散性,为超细含能材料的应用提供有力的技术支持.概述了近年来超细含能材料微胶囊化技术的进展.     

铝粉/聚四氟乙烯机械活化含能材料的制备及其微观性能研究

为了研究铝粉/聚四氟乙烯机械活化含能材料的微观性能,利用自制高能球磨机制备了不同球磨时间的机械活化含能材料,利用场发射扫描电镜分析了机械活化含能材料的微观形貌及表面元素分布,利用X射线衍射仪和红外光谱仪表征了材料的物相结构和化学结构。进一步利用分子动力学手段研究了铝粉的不同晶面与聚四氟乙烯的相互作用。结果表明,在长时间的强机械能作用下,聚四氟乙烯和铝粉紧密接触在一起,形成直径为100μm左右的薄片状复合物;球磨20min以后,铝粉和聚四氟乙烯分散得较为均匀,但离完全均匀分散还有一定差距;高能球磨仅能引起铝粉/聚四氟乙烯复合材料微观物理结构的变化;分子动力学计算显示,铝粉的不同晶面与聚四氟乙烯相互作用的过程中,范德华力占主导地位。     

一维含能金属有机框架的合成与性能研究

为制备高能绿色起爆药,以5,5′-偶氮四唑钠盐为前驱体,硝酸亚铁提供金属离子,采用溶剂挥发法合成了一维含能金属有机框架化合物[Fe(ATZ)(H_2O)_4·2H_2O]n。利用红外光谱、元素分析、X射线单晶衍射对其结构进行了表征和分析,用差式扫描量热仪分析了该化合物的热分解性能。基于最大放热原则,应用广义的Kamlet-Jacobs方法计算了化合物的爆轰性能,并对其撞击感度进行了测试。结果表明,该一维含能金属有机框架化合物的理论爆热、爆压、爆速分别为2 294.73kJ/mol、34.54GPa和8.83km/s,撞击感度H50为39.0cm,具有典型起爆药的特征,可作为一种优异的高能绿色起爆药。     

基于唑类离子的含能离子盐的研究进展

近年来唑类含能盐已成为新型含能材料的研究热点,以咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑以及四唑含能离子盐为代表的唑类含能盐的研究和应用发展迅猛.根据近五年来国内外在该领域的研究成果,综述了各类唑类含能盐的研究成果.唑类含能盐的研究重点将基于量化计算,使用简化的合成路线,合成出等效安全的新型含能离子盐.     

纳米核-壳型含能复合粒子的制备及应用研究进展

通过对比分析核-壳型纳米复合粒子的制备技术和应用领域,阐述了不同复合粒子所适合的制备方法,这些制备技术具有广阔发展前景.通过对比几种典型的纳米含能复合材料的结构及其性能,分析了这种类型的复合方式对改变单一超细含能粒子易团聚的性质、改善了含能材料综合性能等方面的积极作用;并分析了该材料制备技术在其它含能复合材料中的应用潜...     

共晶含能材料的研究进展及发展展望

含能材料是国防工业战略性关键基础材料,受能量与安全性之间的矛盾制约,仅靠单质炸药传统设计与合成同时实现含能材料高能和低感双重目标极具挑战,一直未取得有效突破.共晶含能材料的出现和发展为新型高能低感炸药合成及同步调控性能提供了一种全新策略.介绍讨论了共晶含能材料发展状况,主要包括设计理论、制备技术、性能表征和形成机理等方...     

金属有机骨架在电致变色领域的研究进展

金属有机骨架(MOFs)是由有机骨架与金属节点组成的多孔新型功能材料,区别于普通的无机多孔材料和有机物,凭借多孔以及可设计性的骨架结构,实现将无机与有机材料相结合,利用化学配位以及掺杂等方式可以制备符合实际需求的功能材料。随着金属有机骨架材料的种类、功能和制备技术不断拓展,其在智能光电显示领域的应用也备受关注。其中,电致变色作为光电器件的重要研究方向,电致变色器件正在向更大变色范围、更快变色速度以及柔性可折叠的方向发展,原有材料体系已无法满足新的产品要求,但金属有机骨架的出现可以在一定程度上规避这些问题。本文着重介绍金属有机框架在电致变色的研究进展,详细综述金属有机框架在电致变色领域应用中所遇到的三个问题,分别是导电性、氧化还原性变色及薄膜制备手段,分析金属有机框架在电致变色领域的设计优化策略,同时也对MOFs在电致变色多功能应用所面临的挑战与发展前景进行总结。     

MOFs及其复合材料去除水中重金属研究进展

金属有机骨架材料(MOFs)是一种具有良好化学稳定性、结构多样性和高比表面积的新型多孔材料,在水中重金属去除领域有着广阔的应用前景.介绍了MOFs材料的分类、应用和合成方法,并对比了几种常用的MOFs材料合成方法的优缺点,综述了不同骨架结构(MIL、ZIF和Uio-66)和不同官能团改性(氨基、巯基和金属氧化物)的MO...     

基于金属骨架材料分子弹簧隔振器力学性能研究EI北大核心CSCD

将金属有机骨架材料和水的混合物作为工作介质置于密闭容器中,形成基于金属有机骨架材料的分子弹簧隔振器;当隔振器受到外部载荷时,水分子在外压作用下侵入和逸出金属有机骨架材料的疏水微孔,实现能量的储存与释放。通过微观力学平衡和宏观体积变化关系模拟了水分子大量侵入金属有机骨架材料微孔的过程,推导隔振器在受力过程的力位移关系,采用准静态试验验证推导的力学模型,经仿真和试验分析隔振器性能的影响因素。结果表明,理论与试验结果一致性较好,基于金属有机骨架材料的分子弹簧隔振器表现出高-低-高的分段刚度特性,金属有机骨架材料的最小接触角、最大孔径、钴配比和孔容积等参数均会对隔振器的阶段Ⅱ产生影响,调整这些参数可灵活调节隔振器的性能。     

纳米含能材料于战斗部中的应用技术研究

将纳米级含能材料应用于云雾爆轰型战斗部的装药组分之中,通过对比装填纳米级含能材料与微米级含能材料、敏化剂燃料爆轰过程中燃烧转爆轰时间、平均反应速度和反应波传递能力,研究纳米级含能材料在战斗部释放能量过程中起的效果,结果表明,将微量（5％）微米级含能材料等量替换为纳米级含能材料后,云雾爆轰型战斗部反应效果有很大程度提高,燃烧转爆轰时间缩短43％,平均反应速度提高24％,传播云团反应波能力加强。纳米级含能材料对战斗部的敏化效果甚至优于敏化剂对战斗部的敏化效果。     

含能材料3D打印系统及控制技术研究

针对含能材料液体3D打印的特点,搭建含能材料增材制造系统,设计了可根据需要变换喷出直径的喷头,并采用新型的气压方式控制含能材料的挤出速度,使气压大小与喷头直径相配合.该方法能有效保证含能材料打印的安全性.针对打印线不容易测量问题,提出基于视觉图像处理的打印线宽度测量方法,并在此基础上进行了乳化炸药类似物的打印试验,打印的模型各层黏结良好且基本符合形状要求,该系统用于液体增材制造可行.     

一维含能金属有机框架的合成与性能研究

为制备高能绿色起爆药,以5,5'-偶氮四唑钠盐为前驱体,硝酸亚铁提供金属离子,采用溶剂挥发法合成了一维含能金属有机框架化合物[Fe(ATZ)(H2O)4·2H2O]n.利用红外光谱、元素分析、X射线单晶衍射对其结构进行了表征和分析,用差式扫描量热仪分析了该化合物的热分解性能.基于最大放热原则,应用广义的Kamlet-Jacobs方法计算了化合物的爆轰性能,并对其撞击感度进行了测试.结果表明,该一维含能金属有机框架化合物的理论爆热、爆压、爆速分别为2 294.73 kJ/mol、34.54 GPa和8.83 km/s,撞击感度H50为39.0 cm,具有典型起爆药的特征,可作为一种优异的高能绿色起爆药.     

新型含能材料爆炸驱动能力数值模拟研究

随着新型含能材料的不断深入研究,利用新型含能材料爆炸产生的强大能量进行驱动破片以达到更大的毁伤能力受到外界广泛关注.破片的飞行速度是评价破片毁伤威力大小的重要指标,故而对含能材料爆炸驱动破片的驱动能力评价和技术研究成为当前重要的研究课题.本文通过非线性动力学分析软件——AUTODYN软件对不同当量的3种含能材料TNT,HMX,HMX-TNT(1∶1)进行模拟数值仿真.建立了相应爆炸驱动装置仿真简化模型,设置TNT,HMX,HMX-TNT 3种含能材料当量分别为50 g,100 g,200 g时,对同一破片同一爆炸驱动装置进行爆炸驱动.仿真结果表明:不同爆炸驱动材料对于钨珠的驱动能力大小不同;本文利用破片最大速度和最大动量去表征含能材料的爆炸驱动能力大小,可以得出:同一质量情况下的爆炸驱动材料中,驱动能力大小依次为HMX>HMX-TNT>TNT,为破片驱动能力试验提供了数据支持和理论支持.     

废弃含能材料的再利用研究

废弃含能材料主要来源于武器退役和弹药超过储存期,是特殊性质的危险品,必须妥善处理.传统的处理方法是燃烧法,没有物尽其用,且造成环境污染.为此,开展了再利用的研究.与其它几种再利用途径相比,将其作为主要组分制成工业炸药具有突出的优点,这一途径能使含能材料特有的燃烧和爆炸性质得到充分利用,处理过程安全、操作简单、无三废排放、产品性能好,处理成本低,利于实现工业化,是大规模处理和利用废弃含能材料的较优途径.     

含能材料学科及技术简介

文中介绍了材料科学的分支学科-含能材料的概况,综述了含能材料制备和加工方法的特点,着重阐述了含能材料制造加工常用的硝化反应、缩合反应、共沉淀反应、膨化改性、超细粉碎及其在民爆器材方面的应用.     

含能共晶技术研究进展

含能共晶技术在分子水平上可实现具有不同性能的含能化合物(如高能分子与低感度分子)之间的非共价键作用,并赋予含能化合物新的性能.同时,含能共晶技术在不改变原有含能化合物分子结构的前提下,可提高其稳定性,降低其感度.目前,高能量低感度含能化合物已成为研究热点之一.着重介绍了含能共晶技术的国内外研究现状,并主要从基础研究、研究进展、发展动态分析与理论计算等几个方面进行总结,最后对含能共晶技术研究存在的问题进行了分析.