富镍锂离子电池三元材料NCM的研究进展

锂离子电池作为新能源电池符合时代要求，具有良好的应用前景。电池容量、倍率性能与循环性能是电池性能的重要评价指标，在选取高能量密度电极材料的同时要充分考虑电池结构稳定性及其安全性能，三元材料基于这种思路进行设计。目前，针对电池中锂离子导通率与结构不可逆坍塌问题，通过包覆涂层、离子掺杂等手段改善锂离子电池性能已经常态化，实际需求要求有更有效的改性方法。因此，本文综述了富镍锂离子电池三元材料LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂（NCM424）、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(NCM523)、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(NCM622)和LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(NCM811)的研究现状与发展导向，认为简单的单一材料改性已遇到瓶颈，改性方法复合、设计材料多元结构是提升电池性能的一大发展方向；从改性材料的合成和运行路径入手，研究分子水平上的作用机制，建立统一理论模型，通过计算模拟手段设计电极结构，实现锂离子电池突破性的发展。     

议论火炸药数字化制造

当今是信息化时代,在工业化基础之上,数字化制造应运而生。火炸药是一类能源产品,其数字化制造技术也随之发展,但由于数字化制造与火炸药工艺的特殊性,有必要对相关的定义与内涵进行明确,对其技术体系进行构建。     

梯度硝基发射药吸湿性研究

梯度硝基发射药作为一种新型能量释放渐增性发射药,其表面的硝酸酯基被还原为羟基。由于梯度硝基发射药表面羟基含量增加,在长期贮存过程中,环境湿度会对梯度硝基发射药燃烧性能产生影响。为了研究梯度硝基发射药的吸湿性,针对单孔药、七孔药和球扁药三种不同药型的梯度硝基发射药,采用平衡干燥器法研究了不同脱硝工艺梯度硝基发射药的吸湿性,探索了吸湿性对三种不同药型梯度硝基发射药燃烧性能的影响。结果表明,随着脱硝试剂浓度和反应温度的增大,梯度硝基单孔药的吸湿率增加。在环境湿度为90.26%,梯度硝基单孔药、梯度硝基七孔药和梯度硝基球扁药的吸湿率分别为2.52%、2.71%和1.56%。吸湿前后三种梯度硝基发射药燃烧性能测试表明,吸湿后三种梯度硝基发射药的最大燃烧压力较吸湿前均有所降低,但吸湿后的梯度硝基发射药仍然具有能量释放的高渐增性。     

钝感双基发射药迁移失效评价方法

发射药传统老化失效评价主要针对发射药贮存过程中的化学安定性,未考虑物理变化层面的钝感剂迁移现象。基于扩散原理以及钝感剂分布与燃烧性能的关联,建立由密闭爆发器实验测试钝感双基发射药动态活度最大值升高百分比的迁移失效评价方法。通过密闭爆发器和弹道实验,获得了钝感双基发射药动态活度最大值升高幅度随老化时间的线性增长模型,并验证了所提方法的有效性。通过气相色谱实验分析发射药中安定剂含量随老化时间的变化规律,揭示了钝感双基发射药老化迁移导致的失效时间早于化学安定性失效时间。钝感双基发射药老化失效评价应遵循“双阈值原则”,从而保证其贮存安全性和使用安全性。     

预制刻槽增面燃烧发射药的原理与实验验证

为获得发射药能量释放渐增性及其多维度调节控制方法,根据内弹道学原理,提出预制刻槽增面燃烧发射药,建立了其燃烧过程的物理、数学模型,推导了气体生成猛度-已燃质量分数（Г-Ψ）关系,论述了其能量释放渐增性及多维度调节控制原理,提出了预制刻槽发射药的工艺实现方法。设计了一种中心开孔式预制刻槽发射药结构,制备了不同刻槽数、不同长径比的发射药试样。采用密闭爆发器试验对其燃烧性能进行测试与表征,并与七孔发射药、七孔包覆药进行对比分析。试验结果表明：制备的预制刻槽发射药具有理论设计的燃烧渐增性,对比七孔发射药其动态活度增量ΔL值提高了2倍,最大动态活度与起始动态活度的比值L_m/L₀提高了24.4%,最大动态活度对应的相对压力值B_m增加了32.4%,燃烧渐增性优于七孔发射药,可以达到七孔包覆药的渐增效果。     

变燃速发射药在锥形流道中的数值模拟

设计了一种变燃速发射药共挤模具，通过UG建立模具的3D模型，利用polyfloW软件包数值模拟变燃速发射药在该模具锥形流道中的流动情况，得到不同截面上的速度、压力和粘度分布云图。根据分布云图进行分析处理，得出变燃速发射药原料药在机头内的运动规律及特点。     

MOFs基纳米酶的生物传感应用研究

MOFs基纳米酶因其自身具有较高的原子利用率、独特的几何和电子结构，在催化反应中表现出更高的催化活性，目前已经成为纳米酶研究的热点。在该文中，总结了MOFs基纳米酶的分类及其在生物传感领域的应用进展，并对比了基于不同MOFs基纳米酶传感器的构建及其检测性能，阐明了MOFs基纳米酶应用的前景和面临的挑战，旨在为MOFs基纳米酶的发展提供参考。     

微观参量表征RDX含量对非均质单基发射药力学性能的影响

为了用界面微观参量表征非均质发射药宏观力学性能,对黑索今(RDX)含量为0%(即粘结剂基体),10%,20%,30%,35%的单基发射药在-40,20,50℃下进行抗压性能、抗冲击性能实验研究,并测试了20,30,40,50℃粘结剂基体接触角,进而测算出粘结剂基体的表面能,粘结剂基体与RDX的界面能,最终定义表征宏观力学性能的微观参量——单位质量RDX与粘结剂基体界面粘附能(Ed),并将Ed与对应含量RDX发射药的力学性能参数(屈服应力σ,体积变形冲击功D)由方程y=a+be-x/t拟合。发现拟Ed与σ和D呈指数衰减函数关系,拟合结果与宏观性能测试结果一致,两者结果均为:随着RDX含量的增加,Ed减小,且屈服应力和体积变形冲击功均增大。表明可用微观参量表征单基发射药的宏观力学性能。     

考虑化学反应的大口径火炮炮口流场特性

大口径火炮由于其装药元件复杂,装药量较大,发射过程中产生炮口冲击波及炮口焰的问题较为严重,容易对人员或设备造成损伤。为研究炮口焰的生成等炮口流场特性,以某155 mm 口径火炮为模拟仿真对象,针对射击过程中高速、高压、高温且与外界环境发生复杂的化学反应等特点,建立化学反应模型。同时,又考虑到弹丸射出过程中会与身管壁面产生微小扰动的现象,建立雷诺平均Navier-Stokes方程、k-ε湍流模型。根据所建立的炮口流场模型模拟在不考虑初始流场的条件下弹丸出炮口后炮口流场的形成及发展过程,数值分析结果清晰地展现了马赫盘、冲击波、入射激波等复杂的波系结构以及炮口焰,尤其是二次焰的产生过程。数值计算结果与实际试验结果进行对比,发现火球的形状及大小吻合度较高,误差不超过8%,为大口径火炮射击过程中降低炮口冲击波、烟、焰等有害现象提供了理论参考。     

DBP和NA在发射药中扩散性能的分子动力学模拟

针对钝感剂在发射药贮存期间的扩散迁移影响发射药服役寿命的问题,采用分子动力学模拟(MD模拟)比较了小分子邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、聚新戊二醇己二酸酯(NA)在发射药体系中的扩散系数,探究了温度和硝化甘油(NG)含量对DBP、NA在双基发射药中扩散的影响,并分析了扩散机理.结果表明:5℃时DBP和NA在NC基体中的扩散能力相当,扩散系数均在10-12 m2·s-1数量级,25℃时DBP与NA的扩散系数分别为1.13×10-11 m2·s-1和5.13×10-12 m2·s-1,65℃时DBP与NA的扩散系数分别为1.88×10-11 m2·s-1和7.57×10-12 m2·s-1,85℃时DBP与NA的扩散系数分别为3.42×10-11 m2·s-1、1.11×10-11 m2·s-1,在相同温度下,钝感剂扩散系数的大小顺序为DBP>NA,这说明NA具有较好的抗迁移特性,该特性在高温时更为凸显;从微观角度分析温度对扩散机理的影响为:高温使原子间氢键作用峰值减小,即DBP、NA与NC的相互作用力减弱,并且体系的自由体积分数也变大,增大了分子运动的有效活动空间,更有利于DBP、NA扩散.DBP、NA的扩散能力随着增塑剂NG含量的增加而增强,添加NG使得DBP、NA与NC的相互作用减弱,因此DBP、NA运动更活跃,扩散能力增强.