高燃速推进剂用硼氢化物的研究进展

对硼氢化物的合成进行了简单介绍,综述了离子型氢硼酸盐、碳硼烷及其衍生物、金属碳硼烷和硼烷类含能离子液体(盐)作为固体推进剂燃速调节剂研究工作的最新进展。离子型氢硼酸盐与碳硼烷均可较大范围调节固体推进剂的燃速,但离子型氢硼酸盐合成工艺相对简便、成本较低;含能离子液体(盐)具有高密度、高能量、钝感及毒性低等特点,将其应用于推进剂及炸药方面具有良好的发展前景。     

含能快递

<正>瑞典国防研究所(FOI)研制新型的含能离子液体炸药DETRA-D近来,瑞典国防研究所(FOI)用过量的ADN与二乙基三胺反应制备得到二乙基三胺的二硝酰胺铵盐(DETRA-D)。DETRA-D是一种含能离子液体,熔点为79℃,热分解初始峰位于169℃,计算的爆轰性能优于TNT和DNAN,可用代替TNT作熔铸炸药的熔融介质。通过一系列的相容性试验发现DETRA-D与TN T、R DX、FO X-7、Al和金属铜都不相容,与PETN、GUDN、聚四氟乙烯和不锈钢都相容,因此瑞典国防研究所研制DETRA-D和GUDN配制的熔铸炸药配方,     

胍基含能离子化合物的研究进展

总结了具有生成焓高、热稳定性好、对环境友好等特点的胍基含能离子化合物合成方法,分析了阴阳离子、取代基团和分子间作用力对其熔点、密度和能量性能的影响,详述了胍基含能离子化合物在气体发生剂、推进剂和炸药方面的应用进展。     

2,4-二硝基苯甲醚基钝感熔铸含铝炸药的冲击起爆特性

为了探究钝感熔铸含铝炸药的冲击起爆特性,建立化学爆炸加载一维拉格朗日锰铜压阻测试系统,获得了不同加载压力下一典型2,4?二硝基苯甲醚(DNAN)基钝感熔铸含铝炸药的冲击起爆过程压力成长历史。利用熔铸含铝Duan?Zhang?Kim(DZK)细观反应速率模型,确定了该钝感含铝炸药的反应速率模型参数,并对其冲击起爆过程进行了数值模拟研究。结果表明在钝感熔铸含铝炸药的冲击起爆过程中,波阵面附近炸药的反应速率和反应程度均较低,而随着热点点火反应的进行以及化学反应的不断累积,炸药的波后化学反应速率不断增加,并在一段时间后到达峰值。当加载压力越高时,钝感熔铸含铝炸药内部的爆轰成长速率越快。同时,与粒子速度成长历史相比,压力成长历史包含更多的反应速率变化信息,更适用于反应速率模型的验证以及炸药反应流模型参数的确定。     

熔铸炸药载体的研究评述

综述了熔铸炸药载体的国内外研究现状,包括苯环类、杂环类、脂肪类、含能盐类等四类,介绍了近20年来发展的18种熔铸炸药载体的物理化学性能、爆轰性能与合成方法,分析了它们作为熔铸炸药载体的优缺点,为促进上述低熔点炸药更好地应用到熔铸炸药配方中提供参考。      

TNT基熔铸炸药:增韧增弹的途径及作用

综述了含能材料中TNT为基熔铸炸药(MeltCastExplosives)在增韧增弹上的实验研究,介绍了可用于熔铸炸药增韧增弹的新途径,以及熔铸炸药组分间作用的相关理论研究。熔铸炸药长期以来存在的感度高、脆性易裂等问题限制了其在高性能武器系统中的应用。目前,国内外关于熔铸炸药增韧增弹的研究较少,早期的文献大都针对熔铸炸药的改性研究。因此,解决现今熔铸炸药的问题,实现对其增韧增弹具有重要的科学意义和应用前景。文献表明:(1)国内外在"熔铸炸药增韧增弹"概念上未进行系统总结,也未见任何文献中提出;熔铸炸药改性剂(聚酯纤维、聚氨酯弹性体、HNS晶形控制剂)的研究主要针对的是熔铸炸药的渗油、降感研究,尚未解决熔铸炸药脆性、易裂的根本问题;(2)其它复合材料的增韧增弹技术对熔铸炸药有所借鉴,尤其是纳米粒子以及高分子材料的增韧增弹技术;(3)通过设计和制备与熔铸炸药相容的增韧增弹剂,再将其与熔铸炸药进行物理共混或颗粒级配等技术完成浇铸后进行力学性能、微观性能研究等,可以初步建立熔铸炸药增韧增弹的模型并总结出有关增韧增弹的机理。     

2，4-二硝基苯甲醚基熔铸含铝炸药冲击起爆特性

为钝感高能炸药安全性设计和应用提供理论依据和物理基础,深入开展钝感熔铸含铝炸药冲击起爆特性实验研究。建立蓝宝石飞片平面撞击加载炸药一维拉格朗日分析组合式电磁粒子速度计实验测试系统,测量2,4-二硝基苯甲醚（DNAN）基熔铸含铝炸药冲击起爆爆轰成长过程中不同拉格朗日位置的粒子速度-时间变化曲线,获得飞片撞击速度和固相炸药颗粒度等变化对其冲击起爆爆轰成长的影响规律,并确定了该熔铸含铝炸药的冲击Hugoniot关系（D=2.439+2.137u,D为冲击波传播速度,u为粒子速度）和未反应炸药状态方程参数。结果表明：DNAN基熔铸含铝炸药冲击起爆爆轰成长过程的典型粒子速度曲线呈驼峰状,冲击波阵面波后粒子速度明显上升并加速追赶前导波阵面,冲击起爆过程整体表现为加速反应特征;在该装药颗粒度级配范围和加载压力下,加载压力越高或固相炸药颗粒度越小,炸药冲击起爆爆轰成长越快,越早转为爆轰。     

MeNQ的合成进展及其在熔铸炸药中的应用

阐述了N-甲基-N-硝基胍(MeNQ)合成进展及其在熔铸炸药方面的应用.MeNQ与硝酸铵(AN)能形成低共熔物,可配制出分子间熔铸炸药.MeNQ/AN是熔点高于100℃的分子间复合物,装药时可避免更多水份的进入.MeNQ/AN为基的熔铸炸药性能上略低于B炸药,但是感度和成本上优于B炸药.     

24-二硝基茴香醚基含铝熔铸炸药爆轰临界直径的实验研究

为了揭示2,4-二硝基茴香醚(DNAN)基高能钝感熔铸炸药的爆轰传播特性,加快DNAN基熔铸炸药的工程化应用,采用连续导线法测量了DNAN基含铝熔铸炸药的临界直径。结果表明：Al含量（质量百分比0~30%）增大、Al粒度d₅₀（分别为6 μm、12 μm、31 μm）减小均会降低爆轰传播的临界直径;黑索今（RDX）的粒度d₅₀（分别为19 μm、147 μm、751 μm）增大、RDX品质提高会增大爆轰传播的临界直径。研究结果为DNAN基含铝熔铸炸药的配方和战斗部结构设计提供基础的技术参数。     

含NTO的TNT基熔铸炸药研究

研究了两种含NTO的炸药配方40NTO／60TNT和25RDX／25NTO／50TNT的主要性能及低易损伤。结果表明，与梯黑炸药相比，含NTO的TNT基熔铸炸药，具有较好的强度和低易损性能。     

含能离子化合物的分子设计与性能研究进展

含能离子化合物包括含能离子液体和含能盐,通过设计阴阳离子的化学结构,使其具有较高生成热、较高密度、钝感、稳定、环境友好等优良性能,从而满足武器装备对多功能含能材料的需求。综述了含能离子化合物的研究历史、分子设计及其性能,并展望了含能离子化合物的研究发展趋势,通过分子设计,得到新型的含能离子化合物,研究不同的阴阳离子对含能离子化合物性能的影响,为含能离子化合物的研究和发展提供参考。     

含能材料的相变研究进展

回顾了通常含能材料相变的相关研究方法,介绍了常用的热分析、超高压和冲击加载的实验技术以及多种第一性原理和分子动力学理论模拟研究方法及其适用范围,归纳了硝胺类、硝基类、硝酸酯类、唑类与呋咱类以及笼型的常见含能材料在高温高压下的多种相结构,总结了上述含能材料(包括部分混合炸药)在不同相中的分子构型和晶体结构和部分材料在静态与冲击加载条件下的相变特征和相应的相分布,综述了对热门含能材料进行的高精度理论模拟研究所揭示的相变机制。发现部分有复杂相变机制的含能材料的相变点研究结果不一致,一些报道给出的太安炸药(PETN)的部分相的晶体结构和分子结构不一致。大量相变的深层次理论机理揭示不足,其中混合炸药相变的微观机理鲜有涉及。     

三种用于含能材料超细粉碎的设备及技术

介绍了三种用于含能材料超细粉碎的设备及技术,其中新型气流粉碎机可用于氧化剂类材料超细化,新型强剪切粉碎机可用于可燃物的超细化,新型高效研磨机可用于制备亚微米级超细含能材料。     

Recent Developments in Predicting Impact and Shock Sensitivities of Energetic Materials （英）

Empirical, quantum mechanical and artificial neural network methods are three usual methods in recent years that were used to predict sensitivity of different classes of high explosives. Some recent developments in predicting sensitivity by various methods are reviewed and discussed for various classes of energetic materials.     

均聚类含能黏结剂的研究进展

以环氧丙烷和氧杂环丁烷的衍生物为母体,通过引入不同的含能基团而获得的一类新型含能黏结剂,在推进剂、火炸药和烟火剂中具有良好的应用前景,是近年来高能固体推进剂的研究热点之一。本研究从结构与性能关系的角度综述了不同含能基团对其均聚物的密度、生成热、熔点以及力学等性能的影响。通过对比分析发现,此类含能黏结剂在PBX炸药中同样具有良好的应用前景。     

固体炸药起爆的经典分子动力学研究进展

现代高性能计算机上所进行的包含几百万个原子的分子动力学模拟，能够在原子尺度提供对于含能材料中爆轰过程的直观理解，本文综述应用经典分子动力学方法研究固体炸药冲击起爆问题的历史及现状。首先简要回顾分子动力学方法的发展；然后重点介绍应用这一方法研究固体炸药起爆问题的三个主要方面——固体炸药的冲击起爆机理、爆轰波的性质与能量转换机制、固体炸药的势函数；最后对固体炸药冲击起爆的分子动力学研究所面临的问题及其发展趋势进行了探讨：由于过于理想化的含能材料模型以及计算能力不足这两方面的限制，在可预见的未来，固体炸药起爆的经典分子动力学研究主要保持在建立模型以及定性研究的阶段。     

石墨烯基材料对含能材料性能影响的研究进展

从石墨烯基材料的制备出发,系统综述了其对含能材料的热分解性能、燃烧性能、力学性能和安全性能的影响、以及掺杂石墨烯用于爆炸物检测方面的研究。石墨烯基材料在促进单质含能组分热分解和提升复合含能材料应用性能等方面表现出了较好的应用前景。对石墨烯基材料在含能材料领域中的发展方向和趋势进行了梳理,指出以下几点是今后研究的重点方向:石墨烯及其衍生物负载纳米级金属催化剂的制备及结合方式的探究;在功能化或氧化石墨烯表面接枝含能官能团,制备含能纳米石墨烯基材料;石墨烯基材料提升含能材料性能的作用机理研究。     

自燃离子液体的研究进展

自燃离子液体在绿色自燃推进剂领域有着潜在的应用前景。系统综述了二氰胺阴离子类、硝基氰胺阴离子类、硼氢阴离子类、硼烷类、铝基类、次磷酸阴离子类和肼类共七类自燃离子液体的合成和性能研究进展,并介绍了二氰胺类自燃离子液体的初步燃烧机理。结合自燃离子液体的构效关系,指出具有低蒸汽压、短点火延迟时间、无毒性、特征信号低、热稳定性好、绿色环保的新型自燃离子液体是今后的研究重点。此外,自燃离子液体的燃烧机理的研究可以通过在点火燃烧涉及的两个阶段中,利用原位红外等手段对高活性气态中间体(如HNCO等)进行跟踪检测,合理判断其来源。并辅助量子化学方法计算,最终推导出自燃离子液体的准确燃烧机理。     

炸药的多相界面环境行为与归趋研究进展

以三硝基甲苯(TNT)、环三亚甲基三硝胺(RDX)和环四亚甲基四硝胺(HMX)为代表的含能化合物具有较强的毒性,进入环境后会在土壤?水体?生物体系中发生复杂的再分配和迁移转化,并危害生态系统和人类健康。在总结国内外场地含能化合物污染现状的基础上,综述了土壤中TNT、RDX和HMX三种炸药溶解/沉淀、挥发、吸附/解吸、光解、水解、还原、微生物降解以及被植物吸收和转化等环境行为的研究进展,分析了炸药和土壤的物理化学性质以及场地环境条件对这些复杂环境行为的影响,并简要介绍了六硝基六氮杂异伍兹烷(CL?20)等新型炸药环境行为的最新研究成果。综合国内外研究现状,建议进一步加强对海洋弹药污染以及含能化合物与重金属复合污染效应的研究,并注重应用单体同位素等最新技术研究炸药的环境行为和归趋。