含能分子合成最新进展

从含能分子设计、合成策略与路线优化、性能评价等角度对过去两年来含能材料合成领域的最新进展进行了简要综述。梳理了含能分子(含能离子盐和共价型含能分子)合成研究的发展方向与趋势。指出以下几点是今后研究的重点方向:通过硝胺化、羟基化以及N→O化等策略实现富氮杂环类含能离子盐的靶向合成、定向调控含能离子盐的结构和性能;注重于设计合成高氮含量的稠环结构、桥连骨架、以及共轭平面离域大π键结构的含能分子;加强新型B基含能分子的制备与性能研究;将极端条件下的合成技术如超低温合成、超临界合成等充分应用于含能分子设计与合成中。     

3,4,5-三硝基吡唑及其衍生物的研究进展

3,4,5-三硝基吡唑(TNP)作为唯一全碳硝化的吡唑类化合物,具有高密度、高能量、低感度的优点,在含能材料领域具有广阔的应用前景。综述了TNP及其共价型衍生物、含能离子盐(金属盐及非金属盐)的合成、性能及应用的研究现状。从分子层面的角度论述了TNP为骨架的含能化合物的分子设计。认为今后此类含能化合物的研究应着重下面几个方向:TNP新的合成思路及工艺优化;1-氨基-3,4,5-三硝基吡唑(ATNP)及1,3,4,5-四硝基吡唑的合成及性能研究;TNP与其他富氮基团组成新型含能化合物的分子设计与合成;TNP及其衍生物的应用研究。     

成果在《自然·通讯》上在线发表 新型高能量密度炸药分子问世

正本刊编委张庆华老师带领的化工材料研究所含能分子创制团队采用两步法合成了新型高能量密度炸药分子二硝胺联噁二唑。该成果在《自然》子刊——《自然·通讯》(《Nature Communications》)上在线发表,这是我国炸药领域科学家在《自然·通讯》上发表的首篇研究论文。传统由碳、氢、氮、氧四种元素组成的有机炸药分子存在着一个堆积密度上限,以致于目前室温晶体密度超过2.0 g·cm~(-3)的单质炸药分子寥寥无几。因此,通过分子设计合成一种综合性能更为优异的新型高能量密度炸药,是目前国内外含能材料领域科学家们面临的科学挑战之一。     

含能快递

<正>美国爱达荷大学合成出一种热稳定性优异的不敏感含能材料富氮杂环化合物往往具有高能特点,其合成一直是含能材料领域的研究热点。近期,美国爱达荷大学合成出一种热稳定性优异的低感炸药分子,是一种含硝基、氨基的吡唑并三嗪稠环化合物。该化合物是以3,5-二氨基-4-硝基吡唑为原料,采用亚硝酸叔丁酯进行选择性重氮化,再采用硝基乙腈钠盐处理制备而得。该化合物的密度为1.90 g·cm~(-3),热分解温度达到388℃,高于TATB和LLM-105,属于典型的耐热     

新型雷达干扰材料--导电聚苯胺

导电聚苯胺(PAN)是一种具有潜在应用价值的新型射频与微波吸收剂。在聚苯胺中添加各种导电填料如碳黑、石墨、金属粉或通过化学掺杂，可使电导率得到显著提高，而且比重小、易加工成型。本文简述其合成方法，用XRD、FTIR对其结构进行表征，初步测试了该材料对毫米波雷达的衰减效果，测试结果表明导电聚苯胺在8mm波波段具有衰减性。     

碳的同素异形体的特性及其潜在的军事应用

迄今,人们仅知道以粉末、金刚石或石墨片形式存在的碳族材料。最近,科学家们发现碳有一组新的家族成员,它们是碳的同素异形体。这些新的碳族成员具有诱人的军事应用潜力。为了表述方便,文中以英文缩写Bf表示。 Bf-60碳族 Bf家族中的60(Bf-60)是新发现的碳族中,人们研究最为深刻、讨论最为广泛的新型材料,包括其化合物(如C_(60)F_(60)、K_3C_(60)、K_6C_(60))。它的分子由60个碳原子组成,其分子的结构形状近似于球状。它具有以下的特性: 高压下的结构稳定性和坚硬性 Bf-60晶体如石墨一样柔软。但     

三氨基胍系列含能化合物的研究进展

三氨基胍是一种非叠氮类、富氮型、可燃性化合物,其系列含能化合物具有高的正生成焓、热稳定性好、氮含量高等特点。参考了53篇文献对三氨基胍盐及其配合物的结构特点、制备方法、理化性质、爆炸性能及其在含能材料中应用的最新研究成果进行了综述,为该类含能材料的研究和发展提供参考。     

电化学合成偶氮桥连富氮杂环含能化合物的研究进展

偶氮桥连富氮杂环含能化合物在含能材料领域应用广泛。传统构建偶氮桥连化合物通常采用氧化偶联法,存在安全风险高和环境污染严重等问题。电化学合成方法由于其高效、可控和环境友好等优点备受研究者青睐。本文围绕近年来呋咱、吡唑、三唑、四唑等偶氮桥连富氮杂环含能材料的电化学合成研究,介绍了电解质和电极等条件对反应的影响,总结了不同偶氮桥连富氮杂环含能化合物的电化学合成机理,提出了未来的研究方向,如采用电化学制备传统方法无法合成的含能分子,利用电化学方法实现氮-氮单键、碳-氮单键、分子内偶氮键等化学键的构建,和探索稠环以及连环等复杂含能材料的电化学合成以及电化学合成方法的工程化放大研究等,为电化学合成偶氮桥连富氮含能分子的研究和采用电化学方法制备含能材料提供参考。未来研究中可以通过电化学方法实现已知含能材料的绿色合成,并且定制化生产和开发传统有机合成方法无法制备的高性能新含能材料。     

全氮五唑化合物研究进展

早期的五唑化学研究主要集中在芳基五唑的取代基效应和化合物稳定性等方面,但均未能成功制备出在室温下稳定存在的cyclo?N_5~-化合物。2017年,我国科学家首次在低温条件下经过氧化切断的方法制备出稳定的cyclo?N_5~-,通过阳离子交换等方法得到不同结构的五唑含能离子盐,引起了含能材料领域的广泛关注。目前,全氮五唑材料的研究取得了一系列突破性进展,已成功制备出室温稳定的全氮五唑离子盐(cyclo?N5-),五唑类离子盐分解温度大多在100℃以上,且五唑阴离子能与富氮阳离子成盐,为开发新型五唑含能材料提供了新思路。本文梳理了五唑阴离子cyclo?N_5~-的理论研究、合成探索、结构表征、以及对五唑化合物未来发展的展望,从而为从事全氮材料合成研究工作者提供参考。     

一种制导雷达射频信号注入系统设计方案

为有效评估制导雷达抗干扰性能,针对制导雷达技术特点及其面临的干扰环境,提出一种射频信号注入系统设计方案.该系统通过模拟器构建了包括杂波、干扰以及目标回波在内的复杂电磁环境,并将信号以射频注入的方式注入雷达数据处理回路,构建了逼真的战场环境.测试结果表明,该系统能够有效模拟目标/欺骗干扰、无源干扰和有源压制性干扰等复杂信号,且信号产生灵活、可控,为雷达抗干扰性能内场评估实验提供了逼真的电磁干扰环境.     

主编寄语

正新型含能材料的设计与合成是含能材料研究创新的源头,而合成兼具高能量和低感度的含能材料仍是该领域长期追求的目标。在过去的201 9年里,全世界的含能材料科学家们围绕新型含能材料的分子设计与合成、新概念含能材料(全氮五唑含能材料、分子钙钛矿含能材料、自组装含能材料等)、含能共晶材料、含能有机框架材料、聚合氮和金属氮等诸多热点领域进行了大量的研究工作,取得了显著的创新成果。总体上来看,含能材料合成科学正从传统的"经验指导实验"逐渐向"理论预测-实验验证"的材料研发新模式转     

雷达射频隐身技术发展及研究

雷达射频隐身技术主要用于对抗敌方无源探测设备,保护己方雷达安全,在现代战场上对于雷达生存是至关重要的。介绍了射频隐身技术的发展历程和现状,总结了现有的射频隐身技术方法和射频隐身性能测试技术,并分析了射频隐身技术发展面临的挑战。     

光功能金属有机骨架材料在爆炸物检测中应用的研究进展

传统的含能材料检测方法主要是基于化学传感和精密仪器测量,但这两种方法通常很难实现爆炸物的快速检测。近十多年来,在超分子材料和配位化学交叉领域,出现了一种新材料——光功能金属有机骨架材料(LMOFs),这种材料具有多孔性、高量子产率和稳定性等特征,被认为是一种优良的发光材料。一方面,LMOFs结合了有机发光材料和金属发光材料的优势,并通过骨架内能量传递提高体系的发光效率。另一方面,LMOFs具有的整齐的孔道结构及大的比表面,有利于对不同爆炸物分子的选择性识别。因此LMOFs在分子荧光识别和检测爆炸物方面展示了较好的应用前景。系统介绍了硝基类爆炸物、氮杂环爆炸物和非含氮爆炸物三类LMOFs在爆炸物识别和检测方面的研究进展,着重总结了LMOFs的识别机理和识别选择性。未来,LMOFs对爆炸物检测的研究可能更加重视材料的表面修饰、水稳定性提高和氮杂环爆炸物检测等方面的探索。     

富氮稠环类氮氧化物的研究进展

富氮稠环类氮氧化物由于其平面共轭的分子骨架结构和共价氮氧键官能团,通常具有密度高、爆轰性能优异及感度适中等优点,因此,这类化合物已逐渐成为含能材料领域的研究热点.本研究综述了近十年来合成的20种富氮稠环类氮氧化物的分子结构、合成方法及理化性能等,比较了富氮稠环分子氮氧化前后的主要理化性能参数,为其合成及性能研究提供一定的参考.     

基于非合作博弈的分布式正交频分复用雷达网络功率分配算法

针对分布式正效频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）雷达网络的功率分配问题,研究了基于非合作博弈的分布式OFDM雷达网络功率分配算法。以射频隐身性能为导向,设计了一种综合考虑目标检测性能和雷达辐射功率的效用函数。以一定的目标检测性能为约束条件,以最小化OFDM雷达网络中各雷达的辐射功率为优化目标,建立了基于非合作博弈的分布式OFDM雷达网络功率分配数学模型,同时实现雷达网络中各雷达之间的公平性。在此基础上,提出了一种低复杂度和快速收敛的迭代功率分配算法,求解该优化模型,并证明了纳什均衡解的存在性和唯一性。仿真结果表明,该算法不仅满足了预先设定的各雷达目标检测信干噪比性能的要求,而且与其他现有算法相比,有效提高了分布式OFDM雷达网络的射频隐身性能。     

基于数字射频存储简化结构的多普勒信号生成方法

针对雷达回波模拟以及干扰信号产生中的目标多普勒信号生成技术,提出了一种基于数字射频存储(DRFM)的简化结构的多普勒信号数字生成方法。该方法通过设定进入DRFM的中频信号频率以及DRFM的采样频率,使其满足1/4奇数倍的关系,从而减少正交解调滤波器的设计,直接得到输入信号的同相分量和正交分量,然后在数字域中进行多普勒频率的复数相乘,得到简化结构的数字多普勒信号生成方法。最后,给出了生成多普勒信号的数字射频存储简化结构的信号处理流程,并给出了该方法的仿真试验结果。     

新型红外／雷达兼容隐身复合材料的设计

阐述了红外和雷达隐身材料的隐身原理及种类,综述了红外／雷达兼容隐身材料的隐身原理及研究现状,并提出一种新型红外／雷达兼容隐身材料的结构．     

瑞典宽频谱坦克隐身材料

瑞典迪亚布—巴拉库达公司研制成功的坦克隐身材料可隐蔽坦克车辆,使它不被红外探测器和雷达发现。该材料不仅在可见光、红外波长范围内,而且在雷达发射的电磁波长范围内,都具有良好的隐身效果。这种材料目前已申请专利。材料与结构材料该公司研制的坦克隐身材料由吸收和反射电磁波的两种材料组成。吸收电磁波的材料主要采     

5,5'-联四唑-1,1'-二氧二羟铵的合成及其性能

以二氯乙二肟、叠氮化钠和二甲基甲酰胺(DMF)为主要原材料,通过两步反应先制备1,1'-二羟基-5,5'-联四唑(1,1'-BTO),再与盐酸羟胺反应合成目标化合物5,5'-联四唑-1,1'-二氧二羟铵(TKX-50),收率73.2%。用Gaussian软件在B3LYP/6-31++G水平下对该离子盐的结构进行模拟,发现其晶体中存在较强的分子间和分子内的氢键作用。这种氢键作用有效提高了TKX-50的密度,达到1.918 g·cm-3。基于该密度,计算出该含能盐爆速9698 m·s-1,爆压42.4 GPa,摩擦感度和撞击感度分别为120 N和20 J,性能优于奥克托今(HMX)和六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)。     

新型海上监视雷达

论述了旋转雷达将让位于固定雷达和红外搜索跟踪系统， 而开发一体化桅杆结构的监视雷达的需求也越来越迫切。ＤＤ２１ 舰项目最有可能开发新一代非旋转射频传感器。介绍了一些海上雷达升级改进的最新进展