含能快递

<正>南京理工大学制备出世界上首个五唑阴离子化合物五唑(HN_5)被认为是一种能量很高的高能密度材料,至今也没合成报道,只见芳基取代五唑有机化合物的合成报道,但它们的分解温度都很低,最高的对二甲氨基苯基五唑也只有50℃。近来,南京理工大学从间/对位含供电基的芳基五唑出发,采用甘氨酸亚铁[Fe(Gly)_2]作稳定剂,创造性采用间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)氧化劈断C-N键,首次制备出了五唑阴离子化合物     

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。     

直链取代五唑共价化合物的稳定性和热解机理理论研究

五唑离子化合物是当前新型含能材料的一个研究热点,其制备通常以五唑共价化合物为前体实现.多数情况下,五唑共价化合物的稳定性对能否成功制备五唑离子化合物有很大影响.采用密度泛函理论B3LYP/6-31G**方法重点研究了18个直链取代五唑共价化合物(R—N5或N5—R—N5)的侧链化学键的解离能EBD和N5环的分解能垒Ea,分析了侧链对其稳定性和热解机理的影响.发现当R为羟基或氨基时,侧链容易断裂,N5环也容易破裂,难以得到N5-;当R为烷基时,N5环裂解的Ea相对较大,更可能得到N5-,且侧链C—N键和N5环的稳定性受烷基链长短影响不大;在双环分子中,两个N5环的裂解是先后发生的,后一个环的裂解能垒比前者高,裂解生成氮气和叠氮化物;分子侧链上的C—C键会先于C—N键断裂,从而可能使C—N键的EBD明显降低而对N5环的Ea影响不大,因此,在由五唑共价化合物制备五唑盐的过程中,先切断C—C键可能更利于得到N5-.     

五唑钠的制备工艺及C─N键切断机理

以2,6?二甲基?4?五唑基苯酚钠盐为原料,间氯过氧苯甲酸(m?CPBA)与甘氨酸亚铁(Fe(Gly)_2)为氧化切断试剂和稳定催化剂,在低温条件下成功合成了五唑钠;探索了芳基五唑氧化切断C—N键的反应条件:芳基五唑、Fe(Gly)2与m?CPBA摩尔比为1∶3∶4.5,反应时间24 h,反应温度-45℃,粗品收率为28%;探索了不同氧化切割试剂对五唑钠产率的影响,并分析了五唑钠产率低的原因;利用X?射线单晶衍射仪(X?ray single crystal diffractometer,XRD)、核磁(~(15)N NMR和~1H NMR)、元素分析、红外、质谱等对五唑钠和芳基五唑切断副产物(2,6?二甲基对苯醌)的结构进行了表征;并在此基础上推测分析了m?CPBA与Fe(Gly)_2氧化切断芳基五唑C—N键的机理历程。     

新型含能材料NONHT和NONsHT的合成与热分解

3-硝基-5-胍基-1,2,4-噁二唑(NOG)与叔丁胺,甲醛进行曼尼希反应,其缩合产物在不同的硝化条件下硝化,制备了2-(3-硝基-1,2,4-噁二唑)亚胺基-5-硝基-六氢化 1,3,5-三嗪(NONHT),2-(3-硝基-1,2,4-噁二唑)亚胺基-5-亚硝〖JP9〗基-〖JP〗六氢化-1,3,5-三嗪(NONsHT),并通过IR,ESI-MS, -1-H NMR,-13-C NMR,元素分析等手段进行了表征。利用多重升温速率示差扫描量热法(DSC),并结合Kissinger法和Ozawa法及相关方程估算了NONHT、NONsHT的热动力学参数。结果表明,硝基取代化合物(NONHT)的热稳定性要明显高于亚硝基取代化合物(NONsHT),二者的热分解温度也远高于类似物NNHT的分解温度。3-硝基-1,2,4-噁二唑环的引入有助于提高化合物的热稳定性能。     

吸电子基取代五唑化合物的热稳定性理论研究

五唑化合物是当前含能材料领域的一个研究热点,但现有五唑化合物的稳定性普遍偏低。为研发性能更优的新型五唑化合物,基于对已有结构的分析,设计了五唑的系列非芳环吸电子基取代衍生物(N₅(CH₂)_x-1R,R=—NO₂,—CF₃,—CN,—CHO,—COOH,x=1,2,3,4),采用密度泛函理论方法,计算了与N₅环直接相连的侧链化学键的解离能E_BD和N₅环的分解能垒E_a,并与部分供电子基取代物的结果进行比较,分析讨论了取代基与相关的键长、键级、键临界点电子密度、N₅环的电荷和氧平衡对E_BD和E_a的影响规律。结果表明,所有分子的E_a均远小于E_BD,表明N₅环的稳定性是决定五唑分子稳定性的关键因素。对于R与N₅直接相连的分子(x=1,即N₅R),R为吸电子基时的E_a小于R为供电子基或H时的E_a。随N₅环破裂键键长减小、键级增大及临界点电子密度的增大,E_a总体呈增大趋势。N₅环是强吸电子基,直接连接强吸电子或强供电子基会使N₅环上的负电荷过少或过多,因而都不利于N₅环稳定。     

3-五唑基吡啶及其衍生物作为N5－离子前体的理论研究

高能五唑离子盐的合成是含能材料领域的研究热点,五唑阴离子的制备是合成高能五唑离子盐的关键步骤。为了拓宽五唑阴离子的来源,寻求稳定性更好,性能更优的五唑阴离子前体,采用密度泛函理论计算研究了3-五唑基吡啶及其衍生物的桥连C—N键和五唑环的稳定性。结果表明：除—OH、—OMe、—N（Me）₂对位取代物外,3-五唑基吡啶及其—NO₂、—CN、—NF₂对位取代,—NO₂、—CN、—NF₂、—OH、—OMe、—N（Me）₂间位取代,—NO₂、—CN、—NF₂、—OH、—OMe、—N（Me）₂对位和间位双取代物的桥连C—N键断裂所需的能量E_a1均小于苯基五唑,说明这些化合物比苯基五唑更易于得到五唑阴离子。—OMe、—N（Me）₂对位取代,—OMe、—N（Me）₂间位和对位双取代物的五唑环破裂的能垒E_a2与苯基五唑相当,说明这些化合物的五唑环具有较好的稳定性。—N（Me）₂间位取代物的E_a1和E_a2的差值ΔE最小,说明该化合物在切断桥连C—N键获得N₅ˉ离子过程中,最易维持五唑环的稳定。相比于苯基五唑,—N（Me）₂间位取代和双取代的3-五唑基吡啶具有较低的ΔE_a1、较高的ΔE_a2和较低的ΔE,说明其具有替代苯基五唑作为五唑阴离子前体的潜力。     

2-偕二硝甲基-5-烷氧基四唑的合成

以2-偕二硝甲基-5-硝基四唑(HDNMNT)和醇钠为原料,合成出2-偕二硝甲基-5-甲氧基四唑(DNMMOT)、2-偕二硝甲基-5-乙氧基四唑(DNMEOT)、2-偕二硝甲基-5-异丙氧基四唑(DNMPOT)、2-(2-偕二硝甲基四唑-5-氧基)乙醇(SDEH)以及1,2-双(2-偕二硝甲基四唑-5-氧基)乙烷(DEH)5种化合物,产率分别为91.6%、92.1%、91.7%、31.7%及57.4%。采用红外光谱、核磁共振、元素分析及液相色谱质谱联用技术等对其结构进行了表征,并推测该反应机理为HDNMNT与醇钠的亲核取代反应。采用B3LYP方法预估了这5种2-偕二硝甲基-5-烷氧基四唑化合物的爆轰性能,发现DEH与RDX爆速和爆压相当。     

两种新型1-取代的5-氨基四唑含能衍生物的合成及性能

以2-氯-4-氨基吡啶为原料,经硝化得到2-氯-4-氨基-3,5-二硝基吡啶,然后与5-氨基四唑进行缩合反应得到新型含能化合物2-(5-氨基-四唑-1-基)-4-氨基-3,5-二硝基吡啶(1),收率64%;由2-氨基-6-氯-3,5-二硝基吡啶与5-氨基四唑缩合得到新型含能化合物6-(5-氨基四唑-1-基)-2-氨基-3,5-二硝基吡啶(2),收率41%。采用核磁共振、红外、质谱、元素分析对化合物1和2进行了结构表征。计算了化合物1和2的爆速、爆压及氧平衡,利用TG和DSC分析法研究了化合物1和2的热行为。结果表明,化合物1和2具有相同的爆速、爆压及氧平衡,其值分别为8.18 km·s-1,30.7 GPa和-62.9%。化合物1的热失重在280~325℃范围内变化,累计失重71%,热分解峰温为304.5℃;化合物2的热失重在285~415℃范围内变化,累计失重65%,初始分解温度为310.67℃。     

不敏感含能化合物5,7-二氨基-4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物的合成、表征与性能（英文）

以苦基氯和水合肼为原料,经过环化反应和异常亲核取代氢(VNS)反应合成了不敏感含能化合物5,7-二氨基-4,6-二硝基苯并三连唑-1-氧化物(2),总收率为31%。通过~1H NMR,~(13)C NMR,FT-IR和元素分析表征了题称化合物及其中间体的结构。优化了VNS反应条件。推测了4,6-二硝基苯并三连唑-1-氧化物(1)环化反应机理。利用量子化学的方法对题称化合物进行了静电势(ESP)和电子轨道的计算。对中间体4,6-二硝基苯并三连唑-1-氧化物和题称化合物进行了物化爆轰及热性能研究。结果表明,确定的适宜的VNS反应条件为:盐酸羟胺为VNS试剂,室温下反应5h。题称化合物具有不敏感特性及良好的热稳定性。化合物1中引入两个氨基后形成的化合物2的密度和热稳定性均有所提高,两种化合物的热分解温度分别为201.3,248.5℃,密度分别为1.73,1.76 g·cm~(-3),爆速分别为7371.13,7396.7 m·s~(-1)。     

我国烟花爆竹生产工艺装备现状及发展趋势

概述国内烟花爆竹行业生产现状,针对该行业仍处于手工作业向机械化生产过渡的生产模式,分析现行工艺装备存在的问题,提出安全可靠、高效高质、多工位自动化的发展方向,以及需要重点解决的制约性技术难题。该研究可为下一步突破各项关键技术提供参考。     

海上测控任务指挥显示优化策略及应用

针对现阶段海上测控任务指挥显示系统存在的不足,提出一种集数据、图形和状态结构显示为一体的智能化显示策略。首先设计了指挥显示优化策;其次详细阐述一种基于状态控件的策略实现方法,并举例设计和开发几种典型的状态控件,将状态码控件应用于具体的数据显示,最后通过实例对优化策略的实现进行详细的演示和验证。验证结果表明:该方法能形象直观地表现全局性关键信息,加强对航天器遥外测信息异常状态的实时分析及预警显示等控制,为同类系统建设奠定技术基础。     

基于多光谱与显著性的红外弱小目标融合检测

基于多光谱与显著性,提出一种红外弱小目标融合检测算法。该算法旨在将从多光谱探测器获得的同一场景的多光谱图像信息组合到一起,利用它们在时空上的相关性及信息上的互补性,提高系统的检测性能。采用一种新的基于人类视觉注意机制的显著性方法,该方法能够快速准确找到图像中的显著性区域;将目标看作一类,背景和干扰点看作另一类,选取离差平方和准则,使类内距离最小,类间距离最大;训练出融合参数,得到融合后的显著性图像。通过设定的门限值二值化,可以看出该融合方法能很好地将目标与背景分开,从而检测出目标。     

纳米材料的性能与应用——金属及其合金

近年来 ,纳米材料由于其独特的光、电、力、磁性质 ,已引起人们的广泛关注。介绍了纳米金属及其合金的性能与应用前景     

火炸药理化实验室危害辨识与防护

火炸药理化分析检测对象是含能材料和火炸药制品,具有燃烧、爆炸的危险性;火炸药自身固有的燃爆危险性,决定了其理化分析的特殊性,必须采取有针对性的防护措施;分析了火炸药理化分析检测过程中存在的危害因素及其产生的途径,并从安全技术和安全管理角度提出了相应的对策措施。     

基于PROFIBUS和MCGS的汽车检测线研发

基于PROFIBUS和MCGS将汽车安全检测线进行了技术改造和升级,应用AVR单片机开发了DI、DO和AI数据处理模块,采用PROFIBUS工业现场总线技术降低了开销,减少了为分布式输入/输出设备所进行的电缆布线,应用MCGS开发了友好的人机交互界面,并采用软件补偿的方法提高了检测的精度.     

导弹和运载火箭姿态稳定与控制技术发展的回顾和展望

综述性地介绍了我国导弹和运载火箭稳定与控制技术发展的历程和取得的重大成就，简述了与国外姿态控制技术方面的差距，并针对我国目前型号研制工作和姿态控制技术发展方向，从近期和远期提出了姿态控制系统需要解决的一些关键技术，明确了未来5～10年姿态控制系统的研究方向和研究内容。     

锂及其含锂合金的研究与应用现状

对锂、含锂及锂合金的研究情况进行总结,综述金属锂的制备工艺,Al-Li合金、Mg-Li合金的特性、性能改善途径及制备工艺,锂合金热电池阳极材料的研究概况。还阐述了含锂及锂合金的应用现状。     

机电设备安装调试运行中常见故障及应对措施

针对机电设备使用中可能出现的故障问题,提出应对措施。对机电设备在安装、调试与运行过程中经常 出现的机械、电气部件安装故障现象进行总结与剖析,提出机电设备安装调试运行改善措施,并对安装调试典型案 例进行分析。该措施为进一步推动完善电气安装调试工作、提升机电设备运行质量等具有现实意义。     

Interaction and Compatibility Between DAAzF and Some Energetic Materials

The interaction and compatibility between diaminoazofuraz （DAAzF） and some energetic materials are studied by using pressure differential scanning calorimetry （DSC） method. The energetic materials include cyclotetramethylenetetranitramine （HMX）, cyclotrimethylenetrinitramine （RDX）, nitrocellulose （NC）, nitroglycerine （NG）, 125/100--NC/NG mixture （NC ＋ NG）, N-nitrodihydroxyethylaminedinitrate （DINA）, aluminum powder （A1）, and 3,4-dinitrofurzanfuroxan （DNTF）. The results show that there are obvious interactions between DAAzF and DNTF, DINA, HMX or RDX, while weak interactions between DAAzF and NC, NG, NC ＋ NG or A1. According to the evaluated standard of compatibility, the binary systems of DAAzF with NC, NG, NC ~ NG and A1 are compatible, the binary system of it with RDX is slightly sensitive, the binary systems of it with HMX and DINA are sensitive, and the binary system of it with DNTF is hazardous. Copyright 2013, China Ordnance Society. Production and hosting by Elsevier B.V. All rights reserved.