二硝基乙腈钾与火药组分相容性的DSC法评估

为了了解二硝基乙腈钾(DNCK)与火药常用组分之间的相容性,采用差示扫描量热法（DSC）研究了DNCK与这些组分之间的相互作用。结果表明:DNCK与DAGR吸收药、DA吸收药、硝化棉（NC）、硝基胍（NQ）、叠氮硝胺（DIANP）、1,3-二甲基-1,3-二苯基脲（C2）、2-硝基二苯胺（2-NDPA）相容性良好;与六硝基六氮杂异戊兹烷（CL-20）和N 甲基-4-硝基苯胺（MNA）轻微敏感;与黑索今（RDX）、三羟甲基乙烷三硝酸酯（TMETN）和间苯二酚（Res）敏感;DNCK与奥克托今（HMX）和N-丁基硝氧乙基硝胺（BUNENA）混合体系的分解峰温较HMX和BUNENA单质组分分别提前了35.2 ℃和17.4 ℃,因此,与HMX和BUNENA不相容。     

1,4-二叠氮-2,3-二叠氮甲基-2,3-二硝基丁烷的合成

以硝基甲烷为原料合成了1,4-二叠氮-2,3-二叠氮甲基-2,3-二硝基丁烷,总收率为37.8%。采用1HNMR﹑IR和MS对目标产物及中间体的结构进行了表征。在三羟甲基硝基甲烷的合成中,结合反应机理确定了氢氧化钙的用量为:n(CH3NO2)n(Ca(OH)2)=1001;通过对催化剂浓硫酸﹑三氟化硼—乙醚络合物和对甲苯磺酸的比较,得出对甲苯磺酸为中间体2,2-二甲基-5-羟甲基-5-硝基-1,3-二氧杂环己烷合成的较优催化剂;分别采用2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯和2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四对甲苯磺酸酯与NaN3反应,发现磺酸酯基易离去,叠氮化反应更易进行,收率较高;叠氮化反应的较优溶剂为DMSO。DSC分析表明,1,4-二叠氮-2,3-二叠氮甲基-2,3-二硝基丁烷的分解峰温为223.46℃。     

3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮标准物质的制备

介绍了3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)标准物质的制备方法。以工业品NTO为基体,经热过滤除去机械杂质、重结晶、低沸点溶剂煮洗、真空干燥等步骤,制备出均匀、稳定的NTO标准物质。使用液相色谱测试主体成分含量,对制备的标准物质进行了均匀性初检,并进行均匀性、稳定性评价研究。研究结果表明,NTO标准物质纯度达到99.91%,均匀性良好,稳定性在一年以上,达到了标准物质的技术指标要求。     

2-(4''''-硝基苯基)-4,5-二(3''''-硝基苯基)咪唑合成及机理研究

以苯偶姻为原料,经过氧化、硝化和环合加成制备了2-(4’-硝基苯基)-4,5-二(3’-硝基苯基)咪唑。对最后环合加成反应的工艺条件进行了优化并研究了其反应机理,较佳反应条件为:间二硝基苯偶酰∶对硝基苯甲醛∶醋酸铵摩尔比为1∶1.2∶14,醋酸25mL,反应时间4.5h。在此条件下,目标产物收率达85.3%。     

1-取代的4-硝基咪唑含能衍生物的合成、表征及热分解性能?

以4-硝基咪唑为原料,通过与2-氨基-3,5-二硝基-6-氯吡啶、2,6-二氯-3-硝基吡啶缩合,合成出未见文献报道的化合物6-(4-硝基-咪唑-1-基)-2-氨基-3,5-二硝基吡啶(1#)及6-氯-3-硝基-2-(4-硝基-咪唑-1-基)-吡啶(3#),收率分别为65%、52%;并采用此种方法优化了3-硝基-2-(4-硝基-咪唑-1-基)-吡啶(2#)的合成,收率为85%。进一步尝试了化合物3#的叠氮化反应,得到5-叠氮基-6-硝基四唑基[1,5-a]吡啶(4#)。采用核磁共振、质谱、红外光谱、元素分析等方法对相关化合物的结构进行了表征。利用TG和DSC分析法研究了化合物1#的热行为,结果表明:化合物1#的初始分解温度为221.83℃,分解放热总量为302.65 k J/mol,热失重温度范围为209.17~398.67℃,累计热失重71.84%。     

强双光子吸收化合物NT-G1和NO-G1合成与性能研究

选择氮杂芴(咔唑)为π中心,分别以三苯胺和二唑取代基为“枝”,合成了两个强双光子吸收的氮杂芴衍生物2,8 双(4 三苯胺乙烯基) N 乙基氮杂芴(简称NT G1)和2,8 双(2 (4’乙氧基) 5 (4’苯乙烯) 1,3,4 二唑) N 基氮杂芴(简称NO G1),进行了核磁共振谱和质谱等表征。飞秒钛宝石激光器泵浦下,NT G1 和NO G1 溶液发出强双光子上转换荧光,且后者的双光子荧光发射截面是前者的7倍;双光子荧光法计算出NT G1 和NO G1 双光子吸收截面分别为215GM和454GM。分子构型优化表明,NT G1分子中心“氮杂芴”所在平面与两端苯环呈螺旋桨式排布;而NO G1 分子共轭长度增大,且中心的“氮杂芴”与两端延伸的“枝”呈平面构型;从结构上看,NO G1分子属“D A πA D”型,具有明显的pn 结模式,这些都使NO G1 分子具有更好的分子内电荷转移能力,因而有较高的双光子吸收截面。     

环钯／SiO2有机-无机杂化材料的合成、表征及其催化性能

首先用γ-氨丙基三甲氧基硅烷对SiO2进行接枝改性，再依次与香草醛、Li：PdCl4反应，合成了环钯／SiO2有机-无机杂化材料。采用FT—IR、XRD、XPS和TG-DSC等方法对该杂化材料进行了表征，并研究了其对碘代芳烃与丙烯基衍生物交叉偶联反应的催化活性。结果表明该杂化材料是具有较高催化活性和选择性，并具有良好循环使用性的多相催化剂。     

1，3-双（叠氮乙酰氧基）-2-乙基-2-硝基丙烷的合成与性能

以2-乙基-2-硝基-1,3-丙二醇为原料,经酯化、叠氮化两步反应,合成出了1,3-二(叠氮乙酰氧基)-2-乙基-2-硝基丙烷(ENPEA),总收率为83%。利用红外光谱、核磁共振、元素分析对ENPEA的结构进行了表征。探讨了叠氮化反应的影响因素,确定其最佳反应条件为:n(Na N3)n(ENPE)为2.21.0,混合溶剂中水占总体积的13%~20%,反应时间2 h;性能测试得到ENPEA的玻璃化转变温度为-43.4℃,热分解峰温为252.4℃,密度为1.34 g/cm3,特性落高为120.2 cm(落锤2 kg),爆炸概率为4%(摆角66°)。     

1,4-二(叠氮乙酰氧基)-2,3-二(叠氮乙酰氧甲基)-2,3-二硝基丁烷的合成

以2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇为原料经酯化和叠氮化两步反应合成了1,4-二(叠氮乙酰氧基)-2,3-二(叠氮乙酰氧甲基)-2,3-二硝基丁烷(BDAA),总收率为68.8%。采用1H NMR和IR对目标产物及中间体的结构进行了表征。分别采用甲苯和二甲苯两种溶剂进行酯化反应,发现二甲苯为该反应的较优溶剂;通过对催化剂硫酸﹑磷酸和对甲苯磺酸的比较,得出对甲苯磺酸为该酯化反应的较优催化剂;通过对叠氮化反应的讨论,确定了四丁基溴化铵为该反应较优相转移催化剂。DSC分析表明,BDAA的分解峰温为206.44℃。TG分析表明,BDAA的热分解可能分两步进行,在500℃时,尚未分解完全。     

MnxCd1-xIn2 Te4晶体生长研究

采用Bridgman法生长四元稀磁化合物半导体Mn0.22Cd0.78In2Te4晶体。当晶体生长到预定长度时，淬火得到固液界面。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、ISIS能谱仪以及Leica定量金相分析仪研究了晶体中出现的界面形态、相的和数量以及沿生长方向的相析出规律，并进行了相成分分析。研究发现，淬火得到的Mn0.22Cd0.78In2Te4晶体中存在两个界面，其中一个为固液相变界面，另一个为由α＋β两相区发展到单相β区时的转变界面，二者相对于生长初始端均为凹形；α＋β两相区中，β相以条状、花状和近似圆片状形式存在，其中条状β相多分布在晶界处；越接近生长初始端，花状和近似圆片状β相越小，条状β相越细，它们的含量越少；X射线衍射图谱表明，β相为黄铜矿结构，α相为面心立方结构。     

尖晶石MgFe2O4纳米粉的水热反萃合成

介绍一种合成尖晶石铁酸镁纳米粉的新方法--水热反萃合成法,并用此法合成了晶粒粒度在12～18nm的MgFe2O4粉体.借助于XRD和TEM测试手段.考察了反萃温度、水相的pH和组成对产物形貌和粒度的影响.结果表明:在190～210℃时,用纯水反萃负载金属铁和镁的混合有机相可以直接得到尖晶石结构、近似球形和粒度分布均匀的MgFe2O4纳米粉体,且不会发生硬团聚.     

Bridgman法生长的MnxCd1-xIn2Te4晶体相形成规律和物理性能研究

采用Bridgman法生长了x为0.1,0.22和0.4的四元稀磁半导体化合物Mn_xCd_1-xIn₂Te₄晶体.研究了三根晶体中相的形貌、结构、成分和Mn_0.1Cd_0.9In₂Te₄晶体中各组元沿轴向和径向的成分分布.晶体生长初始端的组织为α+β+β₁,随着生长的进行,形成β相的单相区.在晶锭末端,形成In₂Te₃类面心立方结构化合物.组分x增大后,Mn_xCd_1-xIn₂Te₄晶体的吸收边向短波方向移动,禁带宽度则线性增大.磁化率测量结果表明:晶体在高温区的x^-1-T曲线服从居里-外斯定律,在低温区(<50K)则表现出顺磁增强现象.     

溶胶凝胶-熔盐法制备Cd1-xCoxFe2O4及磁性研究

通过溶胶凝胶-熔盐法以NaCl为熔盐制备了掺杂(Co2+的Cd1-xCOxFe2O4(x=0～0.5)尖晶石型铁氧体.利用XRD、SEM和VSM等手段对样品进行了结构、形貌和磁性表征,并详细讨论了Co2+对Co1-x-CdxFe2O4(x=0～0.5)铁氧体结构和磁性的影响.结果表明:在研究范围内掺杂后仍然能得到单相尖晶石结构铁氧体;样品均为正八面体;比饱和磁化强度随x的增大而增加.     

Gd2O2SO4粉体的合成及其晶体结构确定

通过750℃,2h煅烧Gd2O3和H2SO4(摩尔比1:1)的前驱体方法合成了Gd2O2SO4粉体.利用Gd2O2SO4的X射线粉末衍射数据和Material Studio 4.0 Reflex模块中Powder solve技术和Rietveld精修方法对Gd2O2SO4的晶体结构进行了研究.研究表明:Gd2O2SO4具有空间群为PMNB(62)的正交晶系,晶胞参数为a=1.2996nm,b=0.8117nm,c=0.4184nm,V=0.440698nm3,Z=4,计算密度为6.6949g/cm3,并确定了晶胞中原子的位置,Rietveld精修得到的Rwp=9.15%.     

微波碳热还原法合成锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4/C

以Li2CO3、FeOOH、纳米Si O2为原料,聚乙烯醇和超导碳为碳源,采用微波碳热合成法合成了Li2FeSi O4/C材料。通过XRD、SEM和恒流充放电测试,对样品结构、形貌和电化学性能进行了表征和分析。结果表明,微波合成法可以快速制备具有正交结构的Li2FeSi O4材料;在处理温度650℃、时间12min的条件下获得了高纯度、晶粒细小均匀的产物,并具有良好的电化学性能。以C/20倍率进行充放电测试,首次放电容量为127.5mAh/g,20次循环后容量仍有124mAh/g。     

Direct Fused Deposition Modeling 4D Printing and Programming of Thermoresponsive Shape Memory Polymers with Autonomous 2D-to-3D Shape Transformations

Herein, direct 4D printing of thermoresponsive shape memory polymers (SMPs) by the fused deposition modeling (FDM) method that enables programing of 2D objects during printing for autonomous 2D-to-3D shape transformations via simply heating is focused on. The programming process during printing is investigated through designs and experiments. The capability of programming SMPs during printing is illustrated by prestrain and bending capabilities, which are highly related to printing settings, such as nozzle temperature, print speed, layer height, infill patterns, and ratio of active parts in a bilayer structure. A nearly linear relationship for prestrain and bending parameters is experimentally revealed for different printing factors. Quantitative results are presented to be used as a guidance for designing complex 3D structures via 4D printing of 2D structures. Helix structure, twisting structure, DNA-like structures, and functional gripper are designed to demonstrate the potential of direct FDM 4D printing for creating complex 3D structures from simple 2D structures with advantages over traditional manufacturing methods. It is shown that, by removing the need for a layer-by-layer stacking process to achieve a complex 3D shape, FDM can promote sustainability via 4D printing of autonomous 2D-to-3D shape transformer structures with lower materials, time, energy, and longer service life.     

CO2激光对熔石英损伤修复的研究进展

CO2激光对熔石英损伤修复的机理主要是通过激光的热效应使表面发生熔融,对损伤处起到弥合作用使元件的表面结构趋于完整。近几年CO2激光修复的方法按激光扫描方式可以分为光栅式扫描法和振镜扫描法。利用逐渐提高功率的扫描方式可以有效减少修复过程中气泡的产生,用高温退火的方式可以完全消除或者消除大部分修复后产生的应力,这取决于损伤点的尺寸。多种处理工艺相结合的方法可以有效提高修复后的损伤阈值。