TATB近太赫兹波段的吸收特性及其密度泛函理论计算

利用太赫兹时域光谱技术对三氨基三硝基苯(TATB)在0.2～2.5 THz频谱范围内的吸收光谱峰值进行了测量。采用密度泛函理论模拟计算了TATB的太赫兹频率特征吸收峰,结果表明,实测值TATB吸收光谱峰值位于1.65,2.22 THz处,计算值分别位于1.2,1.65 THz处。理论结果与实验结果对比发现,TATB在此波段有明显的特征吸收峰,并且理论与实验在某些特征吸收峰一致性好。     

1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯伽马辐照下变色机制

基于密度泛函理论(Density Function Theory,DFT),对1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)相关产物的热力学参数及激发态进行了计算,同时利用高分辨电喷雾质谱(ESI-MS)对辐照后的TATB进行研究。结果表明:由TATB辐解生成含苯并呋咱结构的产物是热力学自发过程,激发态的计算结果表明含苯并呋咱结构产物的紫外吸收峰会发生红移,高分辨电喷雾质谱(ESI-MS)的结果表明TATB在辐照过程中生成了含苯并呋咱结构的产物。结合理论计算与实验结果,确认了TATB的主要辐解产物为含亚硝基苯并呋咱结构的产物,会在600~700 nm产生新的吸收峰,导致TATB的颜色由黄色变为绿色。     

纳米六硝基六氮杂异伍兹烷与三氨基三硝基苯含能复合物的制备及性能研究

为提高六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）的安全性能,通过一步球磨法制得CL-20与三氨基三硝基苯（CL-20/TATB）含能复合物。采用扫描电镜（SEM）、粉末X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、差示扫描量热法（DSC）对原料和含能复合物的性能进行表征,并进行撞击感度测试与分析。结果表明：制备的产物不是CL-20和TATB的简单物理混合,而是生成新的晶型;在SEM图中,与原料相比,CL-20/TATB含能复合物表面更加光滑,球形化效果明显,形貌呈规则的小颗粒状,粒度分布约在50~200 nm之间;在XRD图谱中,最终产物的主要衍射峰分布明显不同于原料和简单混合物的衍射峰,有新的衍射峰出现,说明最终产物中有新的晶型出现,同时由于粒径变小导致衍射峰谱带弥散且宽化;在CL-20/TATB含能复合物的FT-IR图中,由于CL-20（—NO₂或—CH） 和TATB（—NO₂或—NH₂）之间的氢键作用,导致红外谱峰发生偏移;在DSC图中,CL-20/TATB含 能复合物的放热峰比原料CL-20和原料TATB的都提前,说明CL-20/TATB含能复合物的热分解活性比原料CL-20和原料TATB有所增强;撞击感度测试中,CL-20/TATB含能复合物的特性落高比CL-20高62 cm,具有更好的撞击安全性能。     

HMX/TATB高聚物粘结炸药的热性能研究

用DSC和小药量固体炸药热爆炸临界温度法测定了以HMX／TATB为基的高聚物粘结炸药的热性能,研究了TATB、含氟粘结剂、铝粉、石蜡等组分对HMX热感度的影响。结果表明,单质TATB炸药只有一个放热峰,而TATB炸药中加入5％粘结剂后两个放热峰。在HMX／TATB高聚物粘结炸药配方中,当HMX含量达到40％以上时,DSC峰温与HMX峰温接近,TATB含量对HMX的1000s热爆炸临界温度有较大影响,当TATB含量在80％左右时,热爆炸临界温度显著提高。     

硼铅丹延期药的固相热反应研究

通过对3种不同配比的硼铅丹延期药B1、B2和B4进行DTA、TG和DSC-TG热分析,研究了硼铅丹延期药固相热反应,反应主要集中在350℃附近以及450℃附近,推导出零氧平衡时的化学反应方程式,并利用X射线衍射分析对燃烧产物进行了验证,推测其反应产物为PbB2O4和Pb.     

纳米铝粉在环氧丙烷快速反应中的热学行为研究

研究了入射激波作用下平均粒径75 nm左右纳米铝粉与环氧丙烷快速反应中的热学特征.用光谱技术测定入射激波作用下纳米铝粉在环氧丙烷快速反应的点火延迟时间约为8 μs; 利用标定的ICCD光学系统采集到的AlO(B2Σ -X2Σ )光谱数据,计算纳米铝粉反应温度约为3189 K.对反应生成物的形貌特征进行了研究,测试结果表明: 反应产物多为球状颗粒,部分为絮状和针状,其平均粒径约为70 nm,小于反应前纳米铝粉的平均粒径,粒径明显减小是烧结塌陷致密所致;少部分产物粒径大于100 nm, 粒径增大是反应物凝聚所致.     

Zr-O2闪光灯辐射特性研究

研究了Zr与O2的燃烧特性,测试了Zr-O2闪光灯的发射光谱.实验结果表明: 点火电压越高(22 V),氧气量越多(0.7 MPa),锆条越细(0.3～0.5 mm),发火率越高.Zr-O2闪光灯的辐射光谱的分布范围为500～900 nm,其中在700～900 nm范围的近红外区内有较强的辐射峰.Zr-O2闪光灯的发射光谱特性与锆氧反应速度、反应程度及充氧气的压力等因素无关.     

无氯TATB的合成工艺改进

为解决TATB合成中氯离子杂质对产品的影响,研究了以间苯三酚为原料,经过硝化、烷基化和胺化合成无氯TATB的改进工艺。详细研究了反应试剂、物料配比、反应温度、反应浓度等对产物收率的影响,各步收率达到91%以上,并用核磁共振氢谱、碳谱和质谱等对TATB及中间体进行了结构表征。改进的工艺具有两个主要特点: 一是硝化反应中采用了硝酸铵-浓硫酸为硝化剂的新硝化体系,确定了硝化反应条件为n(间苯三酚)n(硝酸铵)=13.3,反应浓度为0.356 mol·L-1,反应温度≤10 ℃; 二是胺化反应中采用了绿色溶剂乙醇作为胺化反应介质。      

四聚乙醛和硝酸铜氨体系谱学特性

为研究四聚乙醛和硝酸铜氨烟火药的燃烧光谱,利用热重-差示扫描量热法和光电探测技术表征了该体系的谱学特性。基于热重-差示扫描量热分析,得到了四聚乙醛与硝酸铜氨体系的热分解历程,提出了可能的燃烧发光机理,并与燃烧光谱的测试结果进行了对比分析。结果表明:四聚乙醛燃烧时发出黄色火焰,在591.35 nm处出现峰值,这是由于碳燃烧产生。当硝酸铜氨与四聚乙醛均匀混合后,硝酸铜氨的热分解历程改变,其放热峰从272.88℃提前到254.78℃。四聚乙醛与硝酸铜氨体系燃烧时呈黄绿色火焰,分别在545.8,589.33 nm处产生谱峰,这与碳的燃烧和铜自由基的形成有关,燃烧火焰的理论预测与光谱测试结果一致。     

亚微米TATB的制备、表征与性能测试

采用溶剂-非溶剂重结晶细化技术制备了平均粒径为520.9nm的亚微米级TATB,与扫描电镜照片进行了对比.对超细TATB的性能进行了测试,以零间隙小隔板试验和爆发点试验为基础,研究了超细TATB的能量输出和热感度.结果表明,与原料TATB相比,亚微米TATB的爆发点降低了3.22%,钢凹值提高了8.51%,并对其原因进行了理论分析.