1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物含能材料的研究进展

1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物是构建高能量密度材料的含能结构单元。重点介绍了关键中间体邻氨基叔丁基氧化偶氮化合物的两种合成方法以及环化合成1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物的技术途径,系统综述了苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物衍生物、吡啶并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物衍生物、单环1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物的合成方法;重点介绍了典型含能化合物呋咱并[3,4-e]-1,2,3,4-四嗪-4,6-二氧化物(FTDO)及1,2,3,4-四嗪并[5,6-e]-1,2,3,4-四嗪-1,3,5,7-四氧化物(TTTO)的研究进展。     

1,2,4,5-四嗪的四唑类衍生物高能量密度材料的分子设计

运用密度泛函理论DFT-wB97/6-31+G**方法研究了30种1,2,4,5-四嗪衍生物的几何结构、前线轨道能量和生成焓(ΔH_f)。在此基础上运用Kamlet-Jacobs方程估算了衍生物的爆轰性能。分析了标题化合物的键离解能。运用统计热力学,计算了部分标题化合物在200~800 K的热力学性质。比较了1,2,4,5-四嗪衍生物的爆轰性能和热稳定性。结果表明,它们的生成焓为920.46~2610.45 kJ·mol~(-1),爆速为7.69~9.31 km·s~(-1)。—NO_2和—N=N—不利于增加衍生物的稳定性。随温度升高,标准摩尔热容(c_p)、标准摩尔熵(S_m)和标准摩尔焓(H_m)逐渐增大。化合物i2(3-(5-硝基-1,2,3,4-四唑)-6-硝基-1,2,4,5-四嗪)、ii2(3-(偶氮-5-硝基-1,2,3,4-四唑)-6-硝基-1,2,4,5-四嗪)和iv2(3,6-偶氮-双(5-硝基-1,2,3,4-四唑)-1,2,4,5-四嗪)可以作为高能量密度材料候选物。     

硝基脲类含能材料的合成及性能研究进展

系统综述了国内外关于硝基脲类含能材料的合成和性能研究进展。重点介绍了硝基五元环脲类尤其是甘脲类含能材料的合成与性能。认为,硝基脲类含能材料具有较好的热稳定性、较高的密度和能量水平,但双硝基脲类化合物的水解稳定性差限制了其应用。指出,甘脲类含能材料和七、八元环硝基脲类含能材料研究相对较少。可考虑设计良好的氮杂环骨架分子,骨架分子中引入硝仿基(—C(NO2)3)、硝基(—NO2)、氨基(—NH2)和硝氨基(N—NO2)等含能基团来合成新型化合物,以提高硝基脲类化合物的实际应用价值。提出了设计与合成新型硝基脲类含能材料的研究方向,附参考文献52篇。     

哌嗪化学的研究 第Ⅰ报 哌嗪系列高能量密度化合物合成研究进展

二甲酰基-四羟基哌嗪(DFTHP)是合成含能化合物、环硝胺化合物的重要前体化合物.本文综述了DFTHP系列高能量密度化合物(HEDC)合成研究的现状,指出该系列化合物的合成研究可分为三个阶段——哌嗪缩合反应、哌嗪稠环化反应和哌嗪的笼形化反应.六硝基六氮杂三环十二烷二酮(HHTDD)和六硝基六氮杂三环十四烷并双氧化呋咱(HHTTD)是稠环硝胺化合物中的典型代表；4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂异伍兹烷(TEX)是笼形硝胺化合物中的典型代表.     

国外四嗪四唑类高氮含能材料研究进展

对国外正在研究的四嗪、四唑类高氮含能材料进行了综述,介绍了部分四嗪、四唑类高氮化合物及其衍生物的合成、理化性质和应用前景,对国外研究的3,6-二肼基-1,2,4,5-四嗪(DHT)、3,3′-偶氮(6-氨基-1,2,4,5-四嗪)(DAAT)、3,6-双(1氢-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪(BTATz)、联四唑(BHT)等进行了重点描述。     

一种高能量密度材料DNTF的低成本制备技术

获得综合性能优良的新型高能量密度材料一直是含能材料合成工作者追求的主要目标之一.自六硝基六氮杂异伍兹烷( CL-20)[1],1,3,3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)[2]和二硝酰胺铵(ADN)[3]等高能量密度材料问世以来,3,4-二(硝基呋咱基)氧化呋咱(DNTF)[4-6]是又一具有潜在应用前景的新型高能量密度材料.它具有以下特点:密度1.937g· cm-3;能量高、威力大、较HMX有更强的作功能力,接近CL-20;感度适中;热安定性良好;与HMX、RDX和NC等有良好的相容性;熔点低,108 ～ 110℃.DNTF可广泛用于多种新型高威力弹药、推进剂和火工品中.因此,DNTF的工程化应用研究有着十分重要的意义.目前,国内204所和中国工程物理研究院化工材料研究所分别实现了DNTF的合成.至今,制约DNTF工程化应用的主要有两大瓶颈问题:一是制备材料成本较高,600元/kg,不能满足常规武器需求;二是纯度较低,未达到98％以上.本文介绍了一种DNTF的低制备技术.合成路线见Scheme 1.     

富氮稠环含能化合物:平衡能量与稳定性的新一代含能材料

富氮稠环含能材料是指在富氮稠环化合物骨架上引入硝基和其他含能基团的含能化合物,由于该类化合物在拥有高爆轰性能的同时,兼具相对较低的机械感度和较高的热分解温度,近年来受到国内外含能材料学者的广泛研究和报道。研究显示,得益于富氮稠环骨架π电子的离域共振,稠环骨架结构的稳定性显著提高,从而使得富氮稠环含能化合物很好的平衡了含能材料能量与稳定性之间这一自然对立的矛盾,如4?氨基?3,7?二硝基三唑并[?5,1?c][1,2,4]三嗪4?氧(DPX?27),其爆速、爆压分别为8.97 km·s~(-1)和35.4 GPa,爆轰性能与RDX相当,撞击感度和摩擦感度分别为10 J和258 N,明显低于RDX;1,2,9,10?四硝基二并吡唑[1,5?d:5′,1′?f][1,2,3,4]四嗪(TNDPT)的爆速和爆压分别高达9.63 km·s~(-1)和44.0 GPa,与CL?20相当,机械感度(撞击感度:10 J;摩擦感度:240 N)却显著低于CL?20。可以看出,富氮稠环含能化合物作为新一代兼具高爆轰性能与良好稳定性的含能材料,正展现出巨大的研究价值和应用潜力。本文简要梳理了近年来发展的经典富氮稠环含能化合物的合成、含能性能、稳定性以及对富氮稠环含能化合物未来发展的展望,从而为从事富氮稠环含能材料研究工作者提供参考。     

高能量密度材料3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱性能及应用研究

3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)是一种新型高能量密度材料,通过对其理化、爆轰性能研究,证明其各项性能优于奥克托今(HMX)而接近六硝基六氮杂异全兹烷(CL-20).DNTF能量高、熔点低、热安定性良好、感度适中,适于在推进剂、战斗部装药及爆炸网络中应用.另外,DNTF能与梯恩梯(TNT)形成低共熔物,可以调配成不同熔点、不同能量要求的液相载体,为熔铸炸药的发展开辟了新领域.     

含能快递

<正>美国马里兰大学合成出低感高能熔铸炸药BNFF硝基取代杂环化合物具有高能量、高生成热的特性,其合成已在含能材料领域有着多年的研究。近日,美国马里兰大学结合分子理论模拟设计,采用新的四步法合成了含能杂环化合物3,4-双(4-硝基-1,2,5-噁二唑-3-基)-1,2,5-噁二唑-2-氧化物(BN FF),该合成方法较为简单,产物得率高,且易放大。所得产物BNFF具有较高的能量密     

六硝基六氮杂异伍兹烷制备工艺研究开发新进展

六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)是一种能量密度很高的新型含能化合物,具有广阔使用前景.本文对其制备工艺路线进行了综述.根据工艺安全、产品纯度和制备成本对合成六硝基六氮杂异伍兹烷三种常用硝化前体:四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADB)、四乙酰基二甲酰基六氮杂异伍兹烷(TADF)和四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)重点进行了讨论.     

高精确性和高效率天平校准系统

为解决已有天平校准设备存在加载架初始定位精度、加载载荷准度和天平校准效率偏低的问题,研发了一套高精确性天平校准设备,采取激光跟踪仪的加载架初始定位、力传感器配合电动缸的加载和六连杆并联复位机构等关键技术,实现了天平的“全自动”校准。天平校准结果表明:天平的综合加载误差和综合加载重复性达到了国军标的先进指标要求,天平校准用时从10 h以上降低到3 h以内,提高了天平校准效率。     

高温高压CO_2状态方程研究

针对爆轰环境下高温高压气体的热力学状态描述,本研究提出了一种基于Lennard-Jones(LJ)势能函数的对比态维里型状态方程VHL(Viral-Han-Long)。基于该状态方程形式和优化的LJ势参数,计算了爆轰产物气体组分CO_2的压力、体积和温度(pVT)热力学关系,并与VLW状态方程的计算结果进行了比较,结果表明,采用VHL状态方程计算得到CO_2体积平均绝对偏差为0.971%,最大偏差为4.04%,采用VLW状态方程计算所得平均绝对偏差20.2%,最大偏差87.149%。VLW状态方程在描述CO_2的高温高压热力学状态时,具有明显的温度相关性,在爆轰环境温度下,计算所得体积偏差随温度的升高而逐渐减小。与VLW状态方程相比,VHL状态方程能够更好的描述爆轰环境下高温、高压CO_2气体的pVT热力学关系。     

高纯高比表面积HNS的研究

完成了HNS的提纯和超细的研制，使HNS的纯度达到以99%以上，平均粒径小于1μm，并确定了高纯度比表面积HNS（HNS-F）百克量级的制备工艺，HNS-F的技术指标达到美国同类产品的要求，并按标准通过了8项完全性鉴定试验，药剂在冲击片雷管中的最低发火能量为0.30J。     

高压开关管冲击耐压装置的研制

开关管冲击耐压装置由高压脉冲产生器、击穿检测器、触发器,及自动控制器、DC/AC变换器等构成.产生器产生的振荡脉冲波升压后由倍压整流滤波获得直流高压,调节直流电源得到各直流高压输出值.自动控制器控制开关管直流高压通/断时间.击穿检测器检测开关管在直流高压冲击-耐压过程中的工作状态.触发器检测开关管和击穿检测器性能,确保不误检、漏检高压击穿.     

发射药的高速高精度转子式装药及药量控制技术

为了同时保证枪弹装药过程中的高效和高精度,对转子式装药方法的药量控制技术进行研究。介绍转子式装药机构原理,采用弹簧压紧的方式提高计量板寿命和装药精度;通过螺钉旋转调节计量定位块前后位移实现对药量的高精度快速响应控制。介绍了转子式药深检测机构原理,通过检测块的高度反映出药面深度,并对检测不合格品进行剔废处理。实际生产结果表明:生产效率达到240发/min时,装药量的精度均能控制在±0.02 g以内,在枪弹装药装配领域是一个重大的技术突破。     

高速高精度跟踪系统跟踪精度的动态误差法评价分析

高速高精度控制系统跟踪精度时产生的误差,利用动态误差分析法进行评价分析,并运用自动控制原理详细分析两者之间存在的矛盾关系.根据系统误差传递函数及相关参数公式,得出系统误差不仅与系统特性有关,而且与系统的输入信号特性有关.误差的高阶导数是影响系统跟踪精度不可缺的一部分.     

基于分布式算法的高速高FIR滤波器实现

为处理高速实时信号，利用分布式算法对FIR滤波器的硬件实现进行了探讨。在数乘累加运算的理论上，对分布式算法的串行、并行和串并结合的FPGA硬件实现方法进行了研究。结合FPGA查找表结构，兼顾资源及运行速度的要求，用串并结合的方法设计了16阶常系数FIR滤波器，并在QuartusII4．1下进行仿真，仿真结果证明了该算法的有效性和实时性。该方法较用乘法器实现的直接FIR滤波有处理速度快，占有资源小的优点，在处理实时信号方面有较大的实用价值。     

基于PROFINET 总线的高精度安全型火工品压药控制系统

为解决传统火工品压药控制技术难以实时限制压药压力的问题,设计一种基于PROFINET 总线的伺服压 药控制系统,通过PROFINET 总线将压机伺服电机力矩实时反馈回控制系统。控制系统在压药过程中通过伺服驱动 器对伺服电机输出的力矩进行实时限制控制,并对伺服驱动器反馈回来的力矩和输出力矩限制值进行对比,判断是 否触发力矩超限报警并停止压药。结果表明,该系统能极大提升压药精度和压药过程的安全性。     

复合控制技术在高速高精度跟踪控制系统中的应用

高速高精度跟踪控制系统采用在前馈通道中加入速度和加速度信号的复合输入补偿控制,以提高系统的无差度.并通过Matlab在没有和加入加速度前馈的系统Matlab仿真图,对系统误差分析进行了验证.其复合控制方式稳态分析,则通过加入前馈通道前后系统闭环传递函数得出系统稳定性只与系统特征方程相关,即前馈的加入在提高系统的精度的同时对系统的稳定性不产生任何影响.故该复合输入补偿控制既保持了稳定性又提高了系统精度.