3-硝仿基-5-甲基-1,2,4-三唑的合成及性能

以1,1′-二氨基-2,2′-二硝基乙烯(FOX-7)为原料，经肼解反应、酰化反应、硝化环化反应合成了3-硝仿基-5-甲基-1,2,4-三唑(MFT),三步反应收率依次为84%、64%、66%。培养出中间体1-氨基-1-(2-乙酰基肼基)-2,2-二硝基乙烯(AHADNE)、目标产物MFT的单晶并进行了解析，两种化合物的晶体密度分别为1.624g/cm³、1.698g/cm³。采用差示量热/热重(DSC/TG)方法对MFT的热稳定性进行表征，其热分解峰温178.7℃,热稳定性良好。通过量子化学方法对MFT进行几何构型优化，并计算得到其标准固相生成焓为99.4kJ/mol。以Kamlet-Jacob公式计算了MFT的爆轰性能，其爆速为8051m/s,爆压为28.28GPa。     

一种平板状爆炸焊接用炸药

将硝酸铵、硝酸钠、尿素、水、机油和Span80等通过乳化技术制备出乳胶基质。将制备好的乳胶基质和泡沫树脂混合,得到一种平板状炸药。实验表明:该种炸药的密度可低至0.17g/cm³,爆轰的临界厚度为18 mm,在最低临界密度下的爆速为1 678 m/s;随着密度的增加,爆速增加。密度为0.23 g/cm³时,测得爆速为2 149 m/s。初步分析,该炸药可满足某些爆炸焊接工艺的要求。     

魏家峁煤矿区深孔台阶剥离爆破施工岩体可爆性分析

了解和掌握岩体可爆性分级是确定合理爆破参数和提高工程效率的重要依据。结合魏家峁矿区台阶爆破开挖实际，在现场调查、取样基础上，根据矿区工程地质资料得到岩样的普氏系数和抗拉强度。采用蜡封法密度试验和岩石声波试验对已揭露台阶面岩样的岩石密度、声波波速进行了测试分析。依据获取的四个指标，基于加权聚类分析原理对矿区岩体可爆性进行了研究。研究表明：魏家峁矿区剥离层岩石有粗砂岩、中砂岩、细砂岩、砂砾岩和泥砂岩等。试验得到的五种岩石密度中，泥砂岩密度最大，为2.75 g/cm³;粗砂岩密度最小，为2.01 g/cm³,砂砾岩、细砂岩、中砂岩密度位于泥砂岩和粗砂岩之间。在声波试验得到的平盘所对应岩样的声波波速中1064平盘的岩石纵波波速最大，为2.615 km/s, 1096平盘的岩石纵波波速最小，为2.029 km/s。根据所取岩样对应的平盘分布状况，魏家峁矿区剥离岩体的可爆性从1112平盘至1064平盘自上而下逐渐变差，其中1112平盘主要是砂砾岩，可爆性为中等难爆；1096平盘以粗砂岩为主，可爆性为易爆；1080平盘是中砂岩，可爆性为中等难爆；1064平...     

含稻壳粉可燃剂的膨化硝铵炸药性能研究

通过分析稻壳粉与木粉的理化特性，用稻壳粉代替木粉设计试验方案，进行对比试验研究，结合生产企业降本增效的需求，得出稻壳粉作为可燃剂的最优试验方案。该试验方案中，膨化硝铵炸药的药卷密度从0.85 g/cm³提高至0.94 g/cm³;有毒气体含量从68 L/kg降低至59 L/kg；爆速从3 400 m/s提高至3 480 m/s；殉爆距离从5 cm提高至7 cm。     

齐齐哈尔华安化工有限责任公司粉状乳化炸药连续化生产线调试圆满成功

介绍了一种低爆速粉状乳化炸药制备方法,通过乳化、钢带冷却、固化、粉化的工艺流程,采用控制炸药粒度的方法得到1种低爆速炸药。该炸药外观为细颗粒状,粒度1.2～2.5mm、装药密度0.90～1.05 g/cm³。试验证明,该低爆速炸药具有雷管起爆感度,爆速2200～2700 m/s、猛度8～12 mm、传爆长度>12 m(装药直径32mm),储存期>6个月。该低爆速炸药生产工艺简单、爆速调节方便、安全性好,可满足特殊控制爆破的需要。     

CL-20基压装型温压炸药的设计及性能研究

为了提高六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）基温压炸药的能量水平和安全性能,通过分析温压炸药爆炸反应历程,开展了CL-20基压装型温压炸药的设计及性能研究。结果表明:CL-20基压装型温压炸药装药密度2.015 g/cm³、爆热8 361 kJ/kg、爆速7 815 m/s,30 kg炸药爆炸时在远场12 m处的冲击波超压可对人员达到中度以上的毁伤;且其撞击感度8%,摩擦感度24%;在慢速烤燃、快速烤燃、12.7 mm子弹撞击试验中,炸药响应等级均为燃烧反应,爆轰性能和安全性能优异。     

2,6-双(二硝基亚甲基)-1,3,4,5,7,8-六硝基十二氢二咪唑4,5-b:4',5'-e]吡嗪分子结构及性能的理论计算

设计了一种新型高能量密度化合物2,6-双(二硝基亚甲基)-1,3,4,5,7,8-六硝基十二氢二咪唑[4,5-b:4',5'-e]吡嗪(DNNIP)。首先在B3PW91/6-31G++(d,p)水平下对目标分子进行优化,通过键长和键级的比较分析,判断母环的五元环侧链处N—NO2键为分解引发键,其键解离能是96.40 k J/mol;然后,基于静电势改进的蒙特卡洛法推测出该化合物的理论密度为2.07 g/cm3,采用等键反应计算出生成热为1 907.33 k J/mol,并进一步计算出DNNIP的爆速为10.35 km/s,爆压为51.47 GPa,爆轰性能明显优于现有常见含能材料。DNNIP的撞击感度为12 cm,与CL-20接近;能级差为0.158 78 a.u.(4.32 e V),光热稳定性较高,并且通过态密度分析认为硝基是分子中相对敏感位置。     

炸药爆轰热力学数据非线性拟合方法研究

利用最小二乘法拟合得到炸药爆轰产物热力学数据的非线性拟合方程。为了验证此方程的准确性,分别采用Kast平均热容法和非线性拟合法计算物质的焓变（H^T－H²⁹⁸）,并与理论值比较。结果显示:非线性拟合法计算值最大误差为0.5%;Kast平均热容法的计算最小误差为3.1%,最大误差为12.5%。为实现爆轰参数的编程计算和验证非线性拟合法计算爆轰参数的可行性,根据前期研究成果,选取BKW状态方程作为爆轰产物的状态方程,利用最小自由能原理和Hugoniot关系,建立求解数学模型,分别结合Kast平均热容法和非线性拟合法,计算密度为1.80 g/cm³的RDX和密度为1.14 g/cm³的硝基甲烷的爆轰参数和爆轰产物组成,计算过程由自编程序完成。计算结果显示,非线性拟合法比Kast平均热容法计算的爆轰参数值更接近实验值;非线性拟合法计算RDX的爆温、爆压和爆速与实验值的误差分别为3.3%、0.4%和0.3%。     

3，4-二硝基吡唑(DNP)的研究进展

随着武器装备的不断发展,对弹药能量和安全性的要求也越来越高,传统TNT基熔铸炸药存在易损性差、长期储存渗油、爆轰性能不理想等缺点,已不能满足当前不敏感弹药的发展要求;因此,研究炸药的新型载体是当前熔铸炸药发展的一个重要方向。3,4-二硝基吡唑(DNP)是一种新型的熔铸炸药载体。根据国内外的相关报道,阐述了DNP的合成方法、基本性能、机械感度、热安全性、相容性、应用性等研究发展现状。研究结果表明:目前,经N-硝化、热重排、C-硝化三步法合成DNP的工艺更加稳定,得率较高;DNP的熔点为86.5 ℃,理论密度为1.87 g/cm³,实测爆速为7 633 m/s（ρ=1.65 g/cm³）,爆热为4 326 kJ/kg,理论爆压为28.7 GPa;DNP的机械感度与TNT相当,具有较好的机械安全性;DNP热分解分两个阶段,第一阶段分解放热峰为319.8 ℃,第二阶段分解放热峰为407.2 ℃,与TNT和DNTF相比,DNP的热分解峰温高,热安定性好;DNP与RDX、HMX、CL-20、Al、AP、微晶蜡具有较好的相容性,可以与这些组分组成混合炸药,具有广泛的适用性。     

含退役火药新型高爆速震源药柱配方和工艺的研究

根据退役发射药品种、规格型号、性质不同,解决发射药粉碎和推进剂切割加工技术的问题.含退役火药乳化炸药以(O)60mm内装药,配置150g传爆药柱,产品密度在1.40 ～1.43 g/cm3之间,爆速可达到6300 m/s,爆炸连续性达12kg.通过实验数据,分析了发射药粉粒度、密度、装药直径对爆速的影响.在上述配方基础上压入推进剂,可使密度提高到1.47 g/cm3,爆速达到7300 m/s以上,同时储存期可达到2年以上,性能优于铵梯高爆速震源药柱,成本低廉,无污染.为退役火药的综合利用开辟新途径.     

2,4-MDNI/PETN低共熔物的制备与性能表征

为降低高能炸药季戊四醇四硝酸酯（PETN）的感度,使用钝感高能炸药1-甲基-2,4-二硝基咪唑（2,4-MDNI）与PETN制备了2,4-MDNI/PETN二元混合体系。通过差示扫描量热法（DSC）研究了不同组分比例的2,4-MDNI/PETN的熔融液化过程,建立了2,4-MDNI/PETN二元混合体系的T-x相图,并得到低共熔物组成。研究了不同升温速率下2,4-MDNI/PETN低共熔物的分解过程,并计算了其热分解反应动力学参数。通过体积收缩率、凝固表面微观形貌等研究了2,4-MDNI/PETN低共熔物的凝固性能。测试了2,4-MDNI、PETN及2,4-MDNI/PETN低共熔物的机械感度,并计算了2,4-MDNI/PETN低共熔物的爆轰参数。结果表明:2,4-MDNI/PETN低共熔物中2,4-MDNI与PETN的摩尔比为71∶29,平均熔融温度116.9 ℃,平均热分解反应温度207.5 ℃,热分解反应活化能167.05 kJ/mol,体积收缩率14.4%,撞击感度32%,摩擦感度0,生成焓－37.1 kJ/mol,理论密度1.732 g/cm³,计算爆速8 031 m/s,爆压27.89 GPa。表明2,4-MDNI的加入可以显著降低PETN的感度,同时保持其较高的能量水平。     

季戊四醇四硝酸酯及其五氟硫基衍生物性能的理论研究

运用密度泛函B3LYP方法,以6-31G*为基组,对季戊四醇四硝酸酯(PETN)和它的4个五氟硫基(—SF_5)取代物五氟硫基季戊三醇三硝酸酯(PPTN)、二-五氟硫基季戊二醇二硝酸酯(PDPDN)、三-五氟硫基季戊醇硝酸酯(PTPN)和四-五氟硫基季戊烷(TPNT)进行了研究,优化了它们的分子几何构型,进行了振动频率分析,计算预测了它们的密度、热力学函数、爆轰性能和可能的热分解引发键的解离能。结果表明,5种化合物中,PPTN的密度和爆轰性能更好,且PPTN的稳定性优于PETN;随着—SF_5数目的增多,化合物的密度增大;但—SF_5数目过多时,化合物的爆速和爆压反而降低。PPTN的能量和稳定性满足高能量密度化合物(HEDC)的指标要求。     

金刚烷衍生物的晶体密度预测方法筛选

金刚烷类化合物稳定性高、密度大，是高能量密度化合物（HEDC）的理想目标物。采用密度泛函理论（B3LYP、M06-2X和B3PW91）结合5种基组（6-31G、6-31G*、6-31G**、6-311G*和6-31+G**），对15种已知实验密度ρ_e的金刚烷类化合物进行研究，以探寻适用于预测新型金刚烷类化合物晶体密度的方法。通过Monte-Carlo统计方法求得分子平均摩尔体积V，得到理论密度ρ_c，并与ρ_e相比较发现:3种密度泛函理论方法结合5种基组的平均绝对偏差均较小（0.04～0.07 g/cm³）;且ρ_c与ρ_e存在良好的线性关系,相关系数均大于0.98，标准偏差均小于0.05。建议使用M06-2X/6-31G*方法快速、准确地预测金刚烷类化合物的晶体密度。     

引水隧洞光面爆破周边孔炸药匹配性试验研究

为确保引水隧洞爆破施工过程高效有序的进行，以秘鲁圣加旺引水隧洞前期开挖段为工程背景，通过LS-DYNA软件建立周边孔简化的双孔引水隧洞爆破损伤模型，研究乳化炸药、铵梯炸药、铵油炸药炮孔周围的损伤范围，并采用EMULEX 80的试验数据验证了数值模拟的可靠性，最后结合引水隧洞现场实际分析不同炸药密度、爆速、爆压对炮孔附近岩体损伤范围的影响。研究结果表明：在数值模拟中，乳化炸药能够形成空气连线处裂隙区，且单个炮孔对围岩的损伤范围最小为47.5 cm;乳化炸药的炸药密度、爆速、爆压分别在1.12～1.14 g/cm³、4 500～5 000 m/s、8 000～9 000 MPa区间光面爆破效果最好。对比8次现场试验得到的结果，在EMULEX 65、EMULEX 80乳化炸药的基础上考虑对装药结构进一步优化以提高现场施工的经济效益。研究结果对引水隧洞爆破开挖中超欠挖以及损伤控制有一定的指导作用。     

不同点火条件下无起爆药雷管实验

使用外径6.0mm、内径3.5mm,长度分别为30,25,20,15mm的钢内管,装填结晶PETN(太安)作为起爆元件代替起爆药,分别使用桥丝电引火头、塑料导爆管、半导体桥(SCB)点火。实验表明:在桥丝电引火头作用下,30,25mm钢内管装药密度分别为0.90¹.47g/cm1.47g/cm³、1.213、1.21¹.40g/cm1.40g/cm³;高能HGL点火药作用下,20mm钢内管装药密度为0.873;高能HGL点火药作用下,20mm钢内管装药密度为0.87¹.42g/cm1.42g/cm³,钢内管中结晶PETN能够实现燃烧转爆轰(DDT)。半导体桥点火使用RDX(黑索今)和PETN作为点火端装药可以使雷管发生爆轰。     

聚甲基丙烯酰亚胺泡沫压缩失效寿命预测及模型验证

聚甲基丙烯酸酰亚胺(PMI)泡沫因其性能优越,在航空航天领域广泛应用。本文主要针队PMI泡沫在弹筒适配器领域的功能特性开展研究,主要研究了其在常温条件下的压缩蠕变特性。依据使用工况及高分子材料的蠕变特性,采用“时间强化”模型设计实验,分别对密度为0.075 g/cm³和0.110 g/cm³的PMI泡沫进行了为期180天的常温压缩蠕变实验。通过对实验数据分析、拟合,预测了两种不同密度的PMI泡沫常温、1 250 N条件下的压缩蠕变寿命,密度0.075 g/cm³ PMI泡沫压缩蠕变失效寿命约为11年;而密度0.110 g/cm³PMI泡沫约为53年,同时对模型的可靠性进行了验证分析。     

粉末表面氧化对二氧化铀芯块烧结性能的影响

用SEM、XRD、BET和DSC TG、热膨胀仪等观察了UO₂粉末的形貌结构并研究粉末氧化前后的烧结性能,分析了UO₂粉末表面预氧化对二氧化铀芯块烧结性能的影响。结果表明,240℃×8 h是UO₂粉末预氧化表面改性的最佳工艺;粉末改性后表层为UO_2+x和少量U₃0₇,改性粉末压坯在氩气气氛中开始发生收缩的温度降低了530-600℃,平均线收缩率提高了1倍;在本氩气保护条件下,热膨胀试验后芯块的密度从8.52 g/cm³提高到9.44 g/cm³。采用本改性粉末,在1300℃×5 h/N2+5%CO₂-1500℃×1 h/H₂批试烧结,其密度达10.26 g/cm³,O/U比为2.013。     

EPDM对VMQ硅橡胶泡沫发泡行为及力学性能的影响

本工作采用超临界二氧化碳(scCO₂)发泡技术制备甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)/三元乙丙橡胶(EPDM)复合发泡材料，探讨了预硫化时间、EPDM含量以及饱和温度对泡孔形貌的影响。力学性能测试结果表明硅橡胶泡孔结构和EPDM含量对复合材料力学性能有较大影响。当预硫化时间为8 min时，其交联密度为2.7×10^-5mol·cm^-3,可得到较好发泡性能和较宽发泡窗口。在60℃饱和温度、10 MPa饱和压力下发泡的VMQ-0.5EPDM(每100份硅橡胶中加入0.5份EPDM)密度可以达到0.2 g/cm³(发泡倍率为5.7倍);同时，参考VMQ-0EPDM,VMQ-0.5EPDM的比压缩强度从1.88 MPa·cm³/g增加到2.51 MPa·cm³/g,提升33%。     

一维含能金属有机框架的合成与性能研究

为制备高能绿色起爆药,以5,5'-偶氮四唑钠盐为前驱体,硝酸亚铁提供金属离子,采用溶剂挥发法合成了一维含能金属有机框架化合物[Fe(ATZ)(H2O)4·2H2O]n.利用红外光谱、元素分析、X射线单晶衍射对其结构进行了表征和分析,用差式扫描量热仪分析了该化合物的热分解性能.基于最大放热原则,应用广义的Kamlet-Jacobs方法计算了化合物的爆轰性能,并对其撞击感度进行了测试.结果表明,该一维含能金属有机框架化合物的理论爆热、爆压、爆速分别为2 294.73 kJ/mol、34.54 GPa和8.83 km/s,撞击感度H50为39.0 cm,具有典型起爆药的特征,可作为一种优异的高能绿色起爆药.     

一维含能金属有机框架的合成与性能研究

为制备高能绿色起爆药,以5,5′-偶氮四唑钠盐为前驱体,硝酸亚铁提供金属离子,采用溶剂挥发法合成了一维含能金属有机框架化合物[Fe(ATZ)(H_2O)_4·2H_2O]n。利用红外光谱、元素分析、X射线单晶衍射对其结构进行了表征和分析,用差式扫描量热仪分析了该化合物的热分解性能。基于最大放热原则,应用广义的Kamlet-Jacobs方法计算了化合物的爆轰性能,并对其撞击感度进行了测试。结果表明,该一维含能金属有机框架化合物的理论爆热、爆压、爆速分别为2 294.73kJ/mol、34.54GPa和8.83km/s,撞击感度H50为39.0cm,具有典型起爆药的特征,可作为一种优异的高能绿色起爆药。