纳米储氢材料在推进剂中的应用研究进展

储氢材料的放氢热力学和动力学特性是影响其在固体推进剂中应用效果的重要因素,纳米化可以有效调节不同种类储氢材料的放氢热力学和动力学特性。综述指出纳米化学吸附储氢材料具有更低的放氢温度和更快的放氢速率,有利于在推进剂燃烧过程中充分利用储氢材料中所含的氢;纳米化学-物理吸附储氢材料可同时作为推进剂的氢源和燃烧催化剂;对物理吸附储氢材料的纳米结构特征的调节则有希望使其具备常温下能快速吸放氢的能力,有较好的应用前景。纳米储氢材料在固体推进剂中应用的关键在于掌握推进剂对储氢材料热力学和动力学特性的要求,从而依据要求通过纳米化手段对其进行调节,以获得具备适宜热力学和动力学特性的储氢材料。     

储氢材料在乳化炸药中的应用

乳化炸药具有安全、环保、稳定的特点,但爆炸威力较低,破岩效果不太理想。为了改善乳化炸药的爆炸性能,向乳化基质中添加储氢材料来提高乳化炸药的作功能力。通过水下爆炸实验和猛度测定实验,研究了两种储氢材料敏化的乳化炸药爆炸能量输出特性,并与玻璃微球敏化的传统乳化炸药进行比较。研究结果表明：储氢材料能够显著改善乳化炸药的爆炸特性,其中储氢材料A敏化的乳化炸药能量增加了32%,储氢材料B冲击波衰减时间增加了42%。储氢材料水解产生的物质产生的H2参与爆炸反应,因此其总输出能量会大于现有乳化炸药的输出能量。储氢材料在乳化炸药中起到了敏化剂和含能材料的双重作用,对新型乳化炸药设计具有指导意义。     

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。     

含硼储氢合金炸药能量研究

设计了3种含硼储氢合金炸药的配方,通过进行水下爆炸实验,对水下爆炸能量输出进行了研究,并对含硼储氢合金炸药的能量进行理论分析。结果表明,氢氧化产生的高温环境和水蒸气能够促进硼粉表面氧化层的蒸发和分解,从而提高硼粉的氧化速率和氧化率;含硼储氢合金炸药之所以产生高能量,是含硼合金与氢气共同作用的结果。     

含储氢材料的RDX基混合炸药能量输出特性

为了研究含Mg基储氢材料、含Ti基储氢材料、含ZrH2储氢材料等三种混合炸药的能量输出特性,采用恒温式爆热量热仪和水下爆炸系统分别研究了3种含储氢材料混合炸药的爆热和水下能量特征.结果表明:在RDX/储氢材料/AP/others温压配方体系中,3种含储氢材料炸药爆热的关系为含Mg基>含Ti基?含ZrH2,爆热值分别为7587.0606,6416.4741,3950.6279 kJ·kg-1,表明含储氢材料炸药的爆热与储氢材料的化学潜能呈正相关.水下爆炸中,含储氢材料混合炸药的冲击波峰值压力、冲量、能流密度、冲击波能的大小关系保持一致,从大到小依次为含Mg基、含Ti基、含ZrH2储氢材料混合炸药,冲击波能依次分别为1.41倍、1.26倍、0.97倍TNT当量,表明活性高、潜能大的储氢材料对水下爆炸冲击波的推动作用更大.储氢材料在水下爆炸能量中主要贡献在气泡脉动上,含Mg基、含Ti基、含ZrH2储氢材料混合炸药的气泡能分别为2.17倍、1.78倍、0.86倍TNT当量,表明Mg基储氢材料在二次反应能量释放程度上最优,其次是Ti基储氢材料,ZrH2的反应程度最低.3种含储氢材料混合炸药的水下爆炸能量和爆热的大小趋势保持一致,总体能量水平依次是含Mg基>含Ti基?含ZrH2.含Mg储氢材料炸药的水下爆炸能量最大,达到2.02倍TNT当量.ZrH2在温压体系配方中的适用性不强,爆热和水下爆炸能量均低于TNT.     

改性氢化镁基储氢材料的点火和爆炸特性

为了研究改性工艺对复合储氢材料的点火和爆炸特性的影响,使用氧弹量热仪测试了Al、MgH2、复合储氢材料CM和端羟基聚丁二烯(HTPB)包覆后的储氢材料CM?H的燃烧热,并研究了这4种样品在48 h内的质量变化情况.结果表明:包覆后的储氢材料CM?H拥有最高的燃烧热:30.5633 MJ·kg-1;且在空气中48 h内增重最少,仅0.46％.这表明改性后可有效防止储氢材料在空气中发生变质,保持较高的燃烧热.用1.2 L哈特曼管、高速摄像机、20 L球爆炸测试系统对4种样品的最小点火能、火焰传播特性和爆炸压力进行了研究.结果表明:复合储氢材料CM的最小点火能为50～60 mJ,仅为铝粉(100～150 mJ)临界点火能的1/2.可见向金属材料中添加MgH2可以有效地降低点火能量.包覆后的复合储氢材料CM?H最小点火能增加,为700～750 mJ.火焰传播速率、爆炸压力与爆炸指数的测试均显示出MgH2>CM>CM?H>Al的规律.表明包覆后的复合储氢材料的电火花感度大大降低,安全性提高,同时具有较好的爆炸性能.     

稀土系储氢合金电化学性能的研究现状

稀土系储氢合金以其能量密度高、高倍率充放电性能、长的循环寿命和良好的环境相容性等优点,被广泛用于MH-Ni电池负极材料。目前提高稀土系储氢合金的容量,改善其电化学性能,是广大研究者的研究热点。介绍了国内外MH-Ni电池的生产状况,从储氢合金的工艺、组成、工作温度等研究方向,概述了储氢合金的研究现状,并对稀土系储氢合金以及MH-Ni电池的应用和发展前景进行了展望,指出随着移动式和无绳式电子产品数量的增加,电动汽车的迅速发展,以及未来能源结构的改变,储氢合金的应用领域会越来越广。     

含能配位化合物的研究进展及其应用

含能配位化合物(Energy Coordination Compound,ECC)具有不同金属元素与配体之间配位方式多样化的特点,预期可获得性能可调控的含能材料,因此成为近十几年来的研究热点之一。本文综述了不同配体组装ECC的方式和类型,ECC及其功能材料在作为起爆药、推进剂催化剂、铝热剂的可燃剂和氧化剂、烟火着色剂方面的应用。结果表明,不同的金属离子与富氮配体配位后形成的含能配合物在作为新型含能材料领域确实表现出巨大潜力,而且改变配体类型和个数能满足能量、感度等性能方面的要求。本文总结ECC合成规律并对未来如何在提升能量特性以及扩大应用方面进行了展望。     

芳香羧酸类配位聚合物在含能材料中的应用研究

过渡金属-羧酸类配位聚合物由于具有一定的微孔结构,并可以通过人为设计合成特定的功能材料,在选择性客体吸附,气体贮存,离子交换和异相催化等方面存在潜在应用价值,近年来受到广泛的关注,但其作为含能材料方面的应用研究鲜见报道。由金属离子形成的配合物在分解、燃烧时形成对反应体系有催化作用的金属氧化物,能够加快分解速度,使配合物的能量更集中释放,提高了其作为含能材料的猛度和作功能力。金属-有机配位聚合物的多孔结构有利于提高贮气能力,晶体微孔中贮存大量的气体分子后,在一定条件下引爆后使其贮存的气体燃烧、爆炸,其二次燃烧和…     

镁基储氢材料对AP/Al/HTPB复合固体推进剂性能的影响

用差示扫描量热仪（DSC）研究了镁基储氢材料（Mg2NiH4,Mg2Cu—H和MgH2）对高氯酸铵（AP）及AP／Al／HTPB复合固体推进剂热分解性能的影响。结果表明,含量5％的镁基储氢材料对AP热分解过程具有明显的催化促进作用。含量1．3％的镁基储氢材料可以降低AP／Al／HTPB复合固体推进剂热分解过程的热分解温度,使分解热明显增加,表现出显著的增强促进作用。燃速测定结果表明,在8MPa下,含量1．3％的Mg2 NiH4,Mg2Cu—H和MgH2可以分别使AP／Al／HTPB复合固体推进剂的燃速提高3．5％、14．4％和13．9％。镁基储氢材料对AP和AP／Al／HTPB复合固体推进剂热分解的作用效果与其含氢量有关,MgH2的含氢量大,作用效果好。镁基储氢材料主要通过催化AP／Al／HTPB复合固体推进剂中AP的热分解,表现出对AP／Al／HTPB复合固体推进剂热分解具有较好的催化效果。     

含能材料领域的几类颠覆性技术进展

21世纪以来,颠覆性创新技术取得了快速发展并已渗透到许多领域,成为推动科技发展和军事变革的重要力量,也将对含能材料的发展产生深刻影响。为认识颠覆性技术对含能材料发展的影响,简介了颠覆性技术的内涵及作用,重点阐述了含能材料领域目前发展迅速的超高能化技术、纳米技术、增材制造技术和材料基因组技术等颠覆性技术,以及这些技术将对含能材料的创新发展提供的新机遇和挑战。指出未来含能材料领域的颠覆性技术将重点朝着金属氢的制备与应用、含能墨水的设计与3D打印成型、含能材料基因数据库的建立及三要素融合几个方向发展。     

CL-20制备及晶体研究进展

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。     

烟火型气体发生器气体冷却技术研究进展

烟火型气体发生器已广泛地应用于各种气囊系统和救生装置中,为了吸收气体发生剂燃烧后放出的热量,降低产气温度,需要对燃烧过程产生的气体进行冷却。本文就冷却剂的选择、使用方式、冷却单元结构设计及冷却过程数值模拟进行了综述。     

焊缝金属中可扩散氢含量的试验研究

焊缝金属中可扩散氢含量是影响焊接金属冷脆的主要原因之一 ,低氢焊条在干燥和非干燥的条件下采用手弧焊和半自动二氧化碳气体保护焊的焊接方法 ,经对焊缝金属中的氢含量进行试验研究 ,确定了低氢焊条、干燥条件、焊接方法对扩散氢的影响     

烟火型气体发生剂研究进展

对国内外烟火型气体发生剂的研究及应用现状进行了综述。简要介绍了叠氮化钠类气体发生剂,重点评述了唑类、胍类、偶氮类、碳酰肼和氨基脲配合物等非叠氮化物类气体发生剂的研究现状,指出了各种类型气体发生剂的特点、存在的主要问题及可能的应用方向。     

多孔陶瓷材料制备工艺研究进展

介绍了多孔陶瓷材料的表征、制备工艺和应用,着重分析了孔隙结构与性能的关系,以及控制孔隙结构的制备工艺.并讨论了多孔陶瓷材料目前存在的问题及发展方向.     

结构陶瓷材料加工技术的新进展

综述了近年国内外结构陶瓷材料加工技术的发展和最新研究成果,主要包括激光、电火花、等离子、超声波、微波等特种加工技术、复合加工技术,以及在传统磨削技术基础上发展起来的界面热化学反应加工、高速（超高速）磨削技术、在线电解修锐磨削技术等,旨在为促进我国的结构陶瓷材料优质、高效、低成本加工技术的发展提供借鉴作用。     

梯度复合材料制备技术研究进展

综述了功能梯度材料 (FGM)制备技术的基本原理、特点 ,简要介绍了国内外近年来功能梯度材料制备技术研究的现状 ,并提出制备技术是功能梯度材料发展和应用的关键