硅基Cu(N3)2@CNTs复合含能薄膜的制备与表征

针对叠氮化铜(Cu(N_3)_2)静电感度高、难以实际应用的问题,设计了一种基于硅基底的内嵌叠氮化铜碳纳米管复合含能薄膜材料。首先,采用改进的两步阳极氧化法在硅基底上制备多孔氧化铝薄膜,然后将其作为模板,先后通过化学气相沉积法和电化学沉积法在氧化铝孔道中制备内嵌铜纳米颗粒的定向碳纳米管(CNTs)阵列,最后利用气固相叠氮化反应制备得到可与微机电系统(MEMS,Micro-electro Mechanical Systems)加工工艺相兼容的硅基Cu(N_3)_2@CNTs复合含能薄膜。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等手段对材料的微观形貌、晶体结构和组成成分进行了表征,利用差示扫描量热法(DSC)对复合含能薄膜进行了热分解动力学研究,采用升降法测试了复合含能薄膜的静电感度。研究结果表明:硅基Cu(N_3)_2@CNTs复合含能薄膜的活化能约为230.00 kJ·mol-1,热爆炸临界温度约为193.18℃;复合薄膜的静电感度明显得到改善,50%的发火能量约为4.0 mJ。     

Ni/Cu复合多层膜电爆炸等离子体发射光谱特性及飞片推动性能

为探索复合多层膜爆炸箔电爆炸的作用机理,开展了Ni/Cu复合多层膜爆炸箔性能研究。采用电化学沉积方法制备了相同厚度的Ni/Cu复合多层膜(调制周期分别为200 nm/300 nm和300 nm/400 nm)及纯Cu、Ni金属膜,通过等离子体发射光谱特性测试分析,计算获得了不同放电电流条件下不同结构的Ni/Cu复合多层膜、纯Cu、Ni金属膜电爆炸等离子体电子温度。通过匹配加速膛、飞片进行了爆炸箔推动飞片的PDV速度测试和分析,获得了不同放电电流条件下Ni/Cu复合多层膜、纯Cu、Ni金属膜爆炸箔推动飞片性能。研究结果表明:在电流为2.5 kA时,(Ni_(200)Cu_(300))_8和(Ni_(300)Cu_(400))_5Ni_(300)电爆炸等离子体发射光谱强度以及等离子体电子温度均高于纯Cu和纯Ni,说明Ni/Cu复合材料在相同条件下电爆炸储能密度更高;在电流为2.5 kA时,Ni/Cu复合材料中的Ni开始对等离子体推动飞片起促进作用,(Ni_(200)Cu_(300))_8和(Ni_(300)Cu_(400))_5Ni_(300)爆炸箔推动飞片的加速时间更长,最终速度均高于纯Cu爆炸箔。     

煅烧温度对SiC-Al2O3-Y2O3复合粉体分散性与烧结性的影响

为获得具有良好使用性能的碳化硅基陶瓷复合材料,以亚微米级Si C粉体和分析纯的Al(NO_3)_3与Y(NO_3)_3为主要实验原料、氨水为沉淀剂,用共沉淀包覆方法制备Si C-Al_2O_3-Y_2_O3纳米复合粉体,对复合粉体前驱体的DTA进行分析,并研究其在煅烧过程中的物相变化,以及煅烧温度对复合粉体的分散性和烧结性的影响。结果表明:Al_2O_3和Y_2O_3反应生成新相YAG,当YAG质量分数为10%、煅烧温度为600℃,复合粉体的烧结性能最好。     

α-Pb(N_3)_2热起爆阴离子空位机理

对α-Pb(N_3)_2晶体掺入Ag~+、K~+、Ba~(2+)、Hg~(2+)、Bi~(3+)、La~(3+)等离子,测定上述离子对α-Pb(N_3)_2热起爆感度的影响。提出了α-Pb(N_3)_2热起爆阴离子空位机理。指出在α-Pb(N_3)_2热起爆过程中,阴离子空位为热起爆反应提供了有利的能量条件和空间条件。因此,热起爆反应将优先在阴离子空位发生。随着阴离子空位浓度的增加,α-Pb(N_3)_2的热起爆感度也增加。     

基于FSP制备GNSs/6061铝基复合材料

采用搅拌摩擦加工方法(FSP),分别将多层石墨烯(GNSs)和无电镀铜Si C颗粒/石墨烯添加进6061-T651铝合金,制备出两种铝基复合材料。通过光学显微镜、纳米压痕仪对比分析母材和两种铝基复合材料的硬度和弹性模量,利用扫描电镜(SEM)和能量色散谱(EDS)研究增强相与母材的融合情况。研究表明:多层石墨烯增强材料的硬度达到母材的121.3%,但存在增强相分布不均匀现象;无电镀铜石墨烯增强材料对母材的增强效果较明显,硬度达母材的136.1%;无电镀铜石墨烯颗粒搅拌进入铝母材后,铜镀层扩散到Si C颗粒周围,使增强相与母材牢固联接。     

亚微米LLM-105与LLM-105/GO复合含能材料 的制备及表征

为了获得性能优良的高能复合材料,采用机械球磨方法制备了亚微米LLM-105和LLM-105/GO复合含能材料。对样品的微观形貌及结构等迚行了表征,分析了亚微米LLM-105和LLM-105/GO复合材料的热分解性能和分解产物。结果表明:球磨后LLM-105的微观形貌呈类球形,LLM-105/GO复合材料中的LLM-105附着在氧化石墨烯(GO)片层上,经球磨作用后的LLM-105/GO复合材料未改变LLM-105原有的晶型;LLM-105/GO复合含能材料分解后的主要产物有N_2O、CO_2、CO、N_2、H_2O,与亚微米LLM-105热分解的主要产物相同;与亚微米LLM-105相比,LLM-105/GO的热稳定性更好。     

Cu(pn)_2(FOX-7)_2的非等温分解动力学、比热容与绝热至爆时间（英文）

通过K(FOX-7)·H_2O和Cu(NO_3)_2·3H_2O在1,3-丙二胺溶液中的反应制得含能配合物Cu(pn)_2(FOX-7)_2(pn=1,3-丙二胺)。用差示扫描量热法(DSC)和热重/微商热重法(TG/DTG)研究了Cu(pn)_2(FOX-7)_2的热分解行为,采用微量热DSC法测定了比热容,也研究了绝热至爆时间和撞击感度。结果表明,第一放热分解过程的非等温动力学方程为:dα/dT=(10~(17.83)/β)3α~(2/3)exp(-1.635×10~5/RT)。自加速分解温度和热爆炸临界温度分别为145.6℃和146.74℃。298.15 K时摩尔比热容为653.79 J·mol~(-1)·K~(-1)。绝热至爆时间约为77 s,Cu(pn)2(FOX-7)_2的特性落高(H_(50))是71 cm(14 J)(RDX7.5 J),Cu(pn)_2(FOX-7)_2是相对不敏感的。     

引入Al组元对Ti3SiC2材料结构和性能的影响

向Ti3Si C2材料中引入Al、Al-Si合金粉,研究Al组元对Ti_3Si C_2材料致密度、力学性能、相组成及显微结构的影响。结果表明:引入适量的Al、Al-Si合金粉,能够促进Ti3Si C2材料的生成,可以得到纯度更高的Ti3Si C2材料,且引入Al-Si的效果较为明显;会生成Ti_3Si(1-x)AlxC_2,随着Al、Al-Si合金粉含量的增加,生成较多的Ti_3Si(1-x)AlxC_2,从而降低Ti3Si(Al)C_2材料的体积密度能生成固溶相,起到固溶强化的作用,可得到性能良好Ti3Si C材料,有助于提高Ti_3Si C材料的力学性能,当引入量为0.3Al-Si合金粉时,抗弯强度为352 MPa,断裂韧性为5.68 MPa·m1/2。     

β-SiC (001)晶面小分子吸附的第一性原理研究

采用平面波展开和第一原理赝势法对理想β-SiC(001)Si面晶体及可能吸附的H2、N_2、O_2、CO小分子的超晶胞进行计算。结果发现:当模拟条件为0 K且忽略原子驰豫时,以替位式吸附占据晶格位置时,除N_2外,其他小分子均可吸附在β-SiC(001)的Si表面,且随吸附位置的改变,小分子键长均会发生改变,其中O_2形变最大;从吸附能量角度来看,O_2在β-SiC(001)Si表面的吸附能力最强,其次是H_2,最后是CO。     

多频谱复合干扰剂的制备及遮蔽性能

为探索多频谱复合干扰剂最佳配方,改进生产工艺,提高其在可见光、红外、毫米波等多个波段的干扰性能,采用材料改性技术制备了碳纳米管/石墨烯/碳轻质复合材料;采用复配技术,制备了"碳纳米管/石墨烯/碳复合材料+碳纤维"多频谱复合干扰剂。以各波段的质量消光系数之和作为评价指标,不同粒径的纳米管/石墨烯/碳复合材料(A)、不同状态的碳纤维(B)、不同配比(C)、不同混制溶液(D)作为因素,通过正交试验法分析了各因素对干扰剂性能的影响。基于烟箱实验,根据"朗伯-比尔"定律,计算了烟幕的质量消光系数。结果表明:因素A和因素C的极差分别为1.48和1.43,为影响复合干扰剂综合遮蔽性能的主要因素;因素B和因素D的极差分别为0.32和0.52,为次要影响因素。其最佳制备条件为:选用粒径D50为4.2μm的碳纳米管/石墨烯/碳复合材料与通过800℃焙烧的碳纤维,按照质量比为85∶15,在乙醇溶液中混合制备。在该条件下制备的多频谱复合干扰剂,对可见光、近红外、中红外和远红外的透过率小于5%,有效遮蔽时间大于300 s;对3 mm波和8 mm波衰减值可达-14 dB和-15.65 dB,有效遮蔽时间大于30s;该条件下制备的复合干扰剂具有较好的多频谱遮蔽性能。     

3—硝基—1,2,4—三唑—5—酮（NTO）根锰（Ⅱ）盐（Mn（H2O）6）（NTO）2·2H2O的制备 …

用3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)的锂盐水溶液和硫酸锰水溶液反应制得[Mn(H_2O)_6](NTO)_2·2H_2O,对它进行了元素分析与红外表征。[Mn(H-2O)_6](NTO)_2·2H_2O的结构用单晶分析法测定,其空间群为 C2/C,晶胞参数 a=23.423(3),b=6.5262(9),c=19.412(3),a=90.00(0)°,β=142.713(7)°,γ=90.00(0)°,V=1797.6(4)~3,Z=4,D_c=1.70 g·cm~(-3),μ=7.87cm~(-1),F(000)=947.75。     

微粒粒径对Ni-SiC复合镀层结构与硬度的影响

分别以粒径为30、70 nm,1、4、7.5μm的Si C微粒作为增强相制备Ni-Si C复合镀层,并对比研究微粒粒径对复合镀层形貌结构与硬度的影响。结果表明:微粒的引入不同程度影响复合镀层的形貌结构与硬度,致使择优取向由(111)晶面转变为(200)晶面;以纳米微粒作为增强相制备的复合镀层,形貌平整致密,硬度更高,约达520HV,且在(200)晶面呈明显择优取向;较均匀分布的纳米微粒充分发挥弥散强化和细晶强化作用,进而改善复合镀层的形貌结构与性能。     

阵列爆炸——一种常规高效毁伤技术

<正>世界范围内,高张力键能材料如离子氮、全氮、聚合氮(Chong ZHANG,Cheng-guo SUN,Bing-cheng HU,et al. Synthesis and characterization of the pentazolateanion cyclo─N5─in(N_5)_6(H_3O)_3(NH_4)_4C[J]. Science,2017,335(6323):374-376;Yuan-gang XU,Qian WANG,Cheng SHEN,et al. A series of energetic metal pentazolatehydrates     

Al_2O_3-TiC/Cr18-Ni8扩散焊界面附近元素分布及析出相

采用Ti/Cu/Ti复合中间层实现Al2O3-TiC陶瓷基复合材料和Cr18-Ni8不锈钢的扩散焊接。采用光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)、X-射线衍射(XRD)等分析手段,对Al2O3-TiC/Cr18-Ni8扩散焊接头的显微组织、元素分布及析出相进行分析。结果表明:Al2O3-TiC/Cr18-Ni8界面结合紧密,界面过渡区与两侧基体间界面平直。Ti与Al2O3间的反应主要发生在陶瓷表面附近;在Cu层内,Ti和Cu浓度轮廓互补;Ti向不锈钢侧扩散较大的距离,Fe、Cr表现为相似的扩散趋势;Ni呈现"上坡"扩散的特点。Al2O3-TiC/Cr18-Ni8接头的界面结构为Al2O3+TiC,NiAl2O4,TiC,CuTi+Cu(Ni),FeTi+Cr2Ti+TiC和Fe。     

Cu对Sn9Zn-1Al2O3-xCu润湿6061铝合金的影响

研究Cu对Sn9Zn-1Al2O3-xCu(x=0,1.5,4.5,6.0)(质量分数,下同)复合钎料钎焊6061铝合金的影响,用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线能谱分析、维氏硬度计、万能试验机等,对钎料润湿行为、钎焊接头界面组织形貌、接头显微硬度、接头抗剪切强度和断口形貌进行研究,用第一性原理计算界面结构和界面差分电荷密度.结果表明:当Cu的质量分数为4.5％时,大量细小Cu5Zn8相出现在钎料中,Al4Cu3Zn界面固溶层最薄最平坦;相比Sn9Zn-1Al2O3,Sn9Zn-1Al2O3-4.5Cu钎料对6061铝合金的润湿面积提高27.18％;钎料和固溶层硬度分别提高31.05％和28.14％;接头抗剪切强度提高75.6％,抗剪切强度的提高是由于Cu5Zn8相的第二相增强作用;第一性原理计算显示,Sn9Zn-4.5Cu/Al2O3的界面结合更紧密;Sn9Zn-1Al2O3-4.5Cu钎料对6061铝合金的润湿性和钎焊性较佳.     

Cu_2Cr_2O_5/SiO_2复合粒子的制备及对AP复合推进剂燃烧特性的影响

采用改进的共沉淀法制备了Cu2Cr2O5/SiO2复合粒子。用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪(BET)等对其进行了表征,并且用差热分析仪(DTA)考察了Cu2Cr2O5/SiO2复合粒子对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能。结果表明,复合粒子的分散性好、比表面大,可使AP的高温放热峰温度提前至323.80℃,催化性能明显优于纯Cu2Cr2O5。AP复合推进剂燃速测试结果显示,复合粒子使推进剂燃速提高了17%,且压强指数有所下降。     

AP对HATO热分解影响的机制

为详细了解高氯酸铵(AP)对5,5'-联四唑-1,1'-二氧二羟铵(HATO)热分解影响的机制,采用热重-质谱-傅里叶红外光谱(TG-MS-FTIR)联用技术、差示扫描量热法(DSC)、傅里叶红外光谱(FTIR)方法,对HATO和HATO/AP共混物的热分解特性、气体产物以及凝聚相变化进行了研究。结果表明,HATO具有两个连续热分解阶段,HATO/AP共混物则有3个热分解阶段;HATO、AP共混后,HATO使得AP熔融峰消失,AP可使HATO的热分解初始温度提前,热分解时间延长且不影响分解完全性;HATO热分解气体产物有CO_2、N_2O、HCN、NH_3、NO、N_2、H_2O,而HATO/AP共混物热分解产生气体主要有N_2、CO_2、N_2O、HCN、NH_3、H_2O、HCN、NO、HCl、NOCl;另外,采用等转化率法计算HATO和HATO/AP共混物四唑环基团的活化能分别为53.38 kJ·mol~(-1)和60.69 kJ·mol~(-1);通过对比HATO和HATO/AP共混物热分解特性以及凝聚相特征基团的变化,阐释了AP使HATO热分解温度提前的机理很可能是:AP的铵根离子与HATO之间发生了质子转移;推测AP导致HATO热分解时间延长的原因为:HATO/AP共混物产生的NH_3与热分解中间体1,1'-二羟基-5,5-联四唑(BTO)反应生成5,5'-联四唑-1,1'-二氧铵盐(ABTOX)。     

五唑非金属盐的氢键作用规律

为了研究五唑非金属盐氢键的形成规律以及对稳定性的影响,采用约化密度梯度(Reduced density gradient,RDG)理论分析方法,对文献已报到的15种五唑非金属盐单晶结构中单一N_5~-离子及其周围阳离子的氢键相互作用进行了研究。从各个化合物单晶结构获取氢键键长,利用RDG分析获取其强度。结果表明,N_5~-离子可与具有电正性的N—H和O—H质子给予体形成N—H…N和O—H…N两类氢键。O—H…N氢键较强,而N—H…N氢键较弱。影响N_5~-离子稳定性的因素主要是N_5~-离子的结构对称性和成晶体平面层状的类石墨烯结构。在氢键作用下,N_5~-离子保持良好的结构对称性(双胍五唑盐,10)和类石墨烯结构(3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b]并[1,2,4]三唑五唑盐,12)可明显提高稳定性,使分解温度达到124.8℃和120.9℃。相反,氢键作用若使N_5~-离子结构形变严重导致对称性缺失同时未能提供平面堆积(草酰肼五唑盐,3和4,4',5,5'-四氨基-3,3'-双-1,2,4-三唑五唑盐,4),则N_5~-离子稳定性下降明显,分解温度仅95℃。     

Ti3AlC2增强铜基复合材料的摩擦磨损特性分析

采用放电等离子烧结(SPS)法在烧结温度为800~900℃和轴向压力为35 MPa的条件下,将Ti3Al C2作为增强相添加到Cu基体中烧结制备Ti3Al C2/Cu复合材料,研究增强相含量(5%~20%)和烧结温度对复合材料的组织结构、密度、硬度和摩擦性能的影响。研究表明:Ti3Al C2可以有效增强铜基体,当Ti3Al C2的体积分数为20%、烧结温度为900℃时,增强效果最佳,此时复合材料的硬度和摩擦性能最好,显微硬度值和摩擦因数分别为176HV和0.39;当试验载荷为100 N时,复合材料随着添加相Ti3Al C2含量的增加其磨损机制也发生变化。     

原位反应制备Cu/VC复合材料

在热力学计算V2O5和C粉末反应生成VC的基础上,采用原位烧结合成工艺制备Cu/VC复合材料。为研究VC含量对复合材料组织和性能的影响,用X-ray衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)表征Cu/VC复合材料的相组成及显微组织,并对硬度和电导率进行测试。结果表明:采用原位反应烧结可以成功制备出Cu/VC复合材料;随VC含量的增加,当VC的质量分数小于6%,在Cu/VC复合材料中VC呈细小均匀分布;但大于6%,VC发生明显的团聚现象;Cu/VC复合材料的电导率下降,而硬度呈先升高后降低的趋势。