MEMS用含能薄膜研究现状及进展

在综合分析国内外含能薄膜相关文献的基础上,认为金属复合含能薄膜桥、含能半导体桥及纳米多孔硅/氧化剂复合薄膜制作工艺与微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)器件制备技术具有良好的兼容性,在此基础上阐述了上述三种薄膜材料的制备方法及输出特性,认为MEMS火工装置为火工技术的发展提供了一个重要的研究方向。     

含能材料3D 打印技术及应用现状研究

针对我国爆炸元件、精密微小型火工产品制造工艺落后等问题,对国内外军工领域采用含能材料 3D 打印技术制造先进武器的现状进行对比分析,得出含能材料 3D 打印技术得到成功实现需要突破的 3 个关键技术:专用含能材料筛选/含能材料制造快速成型,以及含能材料制造系统集成技术.分析结果表明:采用含能材料3D打印制造先进武器能够解决固有装药成型工艺周期过长,装填密度不均匀和药条接触不可靠等方面的问题.     

银膜换能元的喷墨打印及其性能表征

针对常用薄膜换能元的沉积和成型方法耗时长、成本高、材料利用率低等问题,采用喷墨打印制备了银膜换能元,并采用扫描电镜（SEM）和原子力学显微镜（AFM）对换能元形貌及厚度进行了表征,对银膜桥的发火性能进行了研究。结果表明,银膜换能元厚度为2.1μm,表面平整,在不同输入能量下存在电热、电爆两种情况。银膜桥更容易产生等离子体;蘸有斯蒂芬酸铅（LTNR）的银膜桥在47μF脉冲放电下50%发火电压为6.65 V,脚-脚间可以耐受25 kV静电放电（放电电容为500 pF,串联5 kΩ电阻）,可通过钝感电火工品1A1W5min测试。     

含能材料的起爆感度化学结构/机理与感度的关系(Ⅱ)

化学动力学可能不是决定的一种含能化合物起爆感的唯一因素，但动态地调整速度控制步进在分子级起着重要的作用。产生速度控制步进和含能化合物热化学分解过程甚至更猛烈的燃烧，爆炸现象中相同的共价键断裂，看来是存在于热点的形成中的。     

离子液体在含能材料领域的应用进展

近年来离子液体由于其独特的性质而受到广泛关注。本研究从离子液体应用于芳香环硝化、含氢键炸药回收提纯及在推进剂和熔铸炸药的方面进行了综述,认为离子液体在这些方面的绿色环保优势得到了充分体现。一些含能离子液体可应用于自燃推进剂燃料和替代TNT作熔融介质用于熔铸炸药,认为它们表现出很好的应用前景。     

声共振混合技术在含能材料领域的应用进展

21世纪初,ResoDyn声共振混合器公司首次开发出了声共振混合(RAM)技术.这项技术利用声波在一种材料中形成多个微混合区,而不是传统的叶轮或转子搅拌或行星混合器产生的大混合区.这种技术可用于制药、化妆品和散装粉末混合的大规模生产,与传统的高剪切含能材料加工方法(如行星混合)相比,RAM具有潜在的优势,其优点包括更短的混合时间、改善混合均匀性、减少废物输出、没有运动部件(点火源)以及混合高粘度、难混合成分的可能性(与行星混合器相比).RAM已成为研发和生产推进剂、炸药、烟火剂的首选加工技术.从RAM原理角度出发,介绍了RAM技术在共晶炸药、纳米铝热剂制备中及其在固体推进剂和高聚物粘结炸药(PBX)加工中的应用.     

含能材料领域的几类颠覆性技术进展

21世纪以来,颠覆性创新技术取得了快速发展并已渗透到许多领域,成为推动科技发展和军事变革的重要力量,也将对含能材料的发展产生深刻影响。为认识颠覆性技术对含能材料发展的影响,简介了颠覆性技术的内涵及作用,重点阐述了含能材料领域目前发展迅速的超高能化技术、纳米技术、增材制造技术和材料基因组技术等颠覆性技术,以及这些技术将对含能材料的创新发展提供的新机遇和挑战。指出未来含能材料领域的颠覆性技术将重点朝着金属氢的制备与应用、含能墨水的设计与3D打印成型、含能材料基因数据库的建立及三要素融合几个方向发展。     

纳米碳在含能材料中的应用进展

纳米碳具有比表面积大、安全钝感、燃烧产物绿色无污染、与反应物接触面积大及易改性等优点,在调节高能炸药、推进剂、铝热剂等含能材料性能方面具有一定优势。本文总结了纳米碳对含能材料的分解特性、感度、力学性能、燃烧性能的影响、以及其用于含能材料检测、吸附、降解方面的应用进展。分析了典型纳米碳,如纳米金刚石、富勒烯、纳米碳纤维、碳纳米管和石墨烯在含能材料改性中的作用机理,并指出纳米碳在含能材料应用中存在的问题,提出未来的发展方向：（1）优化纳米碳制备工艺,解决纳米碳成本高、易团聚和批次差异较大等问题;（2）扩大纳米碳应用范围,探究洋葱碳等新型纳米碳结构以及改性纳米碳对含能材料性能的影响;（3）根据特定环境与纳米碳调节机理,优化纳米碳在含能材料性能提升中的应用条件。     

共振声混合技术在含能材料领域应用研究进展及展望

针对现有传统混合方法难以满足新型含能材料工艺要求的问题,对共振声混合技术在含能材料领域应用研究进行综述.介绍共振声混合技术在混合炸药混合、推进剂混合、单质含能材料共晶等方面的应用,并对其在含能材料领域的应用前景进行展望.通过总结可以看出:共振声混合技术具有无桨混合、整场混合的优点,该技术将在含能材料的化学反应、成球、包覆、光泽等方面发挥其更大的优势.     

微反应器在含能材料合成中的应用及展望

目前传统的间歇制备过程由于受制于宏观尺度难以对工艺参数、产物结构及性能实现精准调控,导致产物的均一性差,制备过程存在显著的安全隐患。因此,如何实现含能材料的安全、可控和高效的制备已成为目前研究的热点。微反应器以其微型化、集成化、高度安全性和出色的传质传热效率等诸多优势,高度契合含能材料制备过程的需求。因此,微反应器技术逐渐引起了研究者的广泛关注,在含能材料制备中崭露头角。本文介绍了微反应器在危险化工合成过程及含能材料制备中应用的国内外研究进展,特别关注了其在单质含能材料和复合含能材料制备中的潜在应用,对未来的研究方向进行了展望,强调了未来微反应器技术领域的发展需求包括规模化生产、三废处理及智能化平台建设等。     

颗粒级配技术及其在含能材料中的应用

在固液相填充复合体系中,采用合理的颗粒级配可使颗粒排列更加紧密,提高堆积密度。常用的颗粒级配方法主要是半经验法,依靠实验来确定、工作量大。采用混料回归设计,建立颗粒级配模型,优化级配比例,获得了最佳颗粒级配,提高了悬浮体系的固相含量。     

微波在含能材料中的应用研究进展

微波作为一种清洁能源,因其独特的穿透性可在体积内与含能材料相互作用,安全性高,在含能材料中应用广泛。本文从微波在含能材料测试中的应用、微波辅助合成含能材料、微波激发含能材料以及微波增强推进剂燃烧等进行了总结,指出了微波辅助合成含能材料机理尚不明确、微波敏化炸药中引入的吸波材料较单一、微波增强燃烧只适用于部分推进剂等问题,提出了未来的发展方向：扩充吸波材料种类、通过纳米铝热剂的微波点火来激发非金属含能材料以及实现微波装置的灵巧、便捷性。     

纳米复合含能材料的几种液相制备方法

综述了四种液相制备纳米复合含能材料的方法:溶胶凝胶法、喷雾法、沉淀法和冷冻干燥法,并介绍了用CO2超临界溶液的快速膨胀(RESS)工艺和用CO2超临流体代替沉淀剂的压缩流体反抽提沉淀(PCA)工艺。溶胶凝胶法主要用于制备金属氧化物为基的纳米复合含能材料;喷雾干燥法和RESS工艺主要用于制备含能材料和纳米金属颗粒组成的复合物;沉淀法适用于氧化剂/金属燃料和炸药/金属燃料两种纳米复合物的制备,PCA工艺主要用于后一种纳米复合物的制备;冷冻干燥法主要用于制备无机氧化剂和纳米金属颗粒组成的复合物;举例说明了Fe2O3/Al纳米复合物、NH4ClO4/Al纳米复合物的制备以及纳米复合含能材料的应用。     

加速绝热量热仪用于含能材料热分解研究进展

详细介绍了绝热加速量热仪（ ARC）的工作原理、运行模式、所能获取的数据及其处理方法;综述了近年来其在含能材料热分析研究中的应用,指出其应用于含能材料热分解研究的特点和优势,并就ARC用于含能材料热危险性评价提出了建议。     

微反应技术在含能材料连续安全合成中的应用与发展

含能材料广泛应用于兵器工业、航空航天及民用建设等领域。其合成过程复杂、危险性高,传统釜式反应工艺难以满足产品质量和过程安全控制的要求。微反应技术具有热质传递速率高和安全性好等优点,在含能材料领域具有广阔的发展前景。为此,本文从微反应技术基本原理、含能化合物合成、含能颗粒材料制备和超声微反应器四方面展开综述,基于化学工程视角,阐释微化工技术在含能材料领域的应用特点。同时,总结并展望了技术领域的研究难点与未来发展方向,包括反应动力学/热力学、高黏/含固流体混合强化、反应放大与智能系统、三废处理及如何与人工智能等新兴学科结合等问题。     

含能材料热分解动力学求解及热安全性理论评估的进展

近年,热分解动力学评价含能材料热安全性的方法受到了广泛的关注,并逐渐发展成为传统实验方法的重要补充。综述了以热分解动力学为基础的模拟方法评估热安全性的研究进展,介绍了获得热分解动力学参数的三种方法,包括简单线性拟合法、等转化率法和基于反应机理函数的动力学参数求解方法,讨论了不同求解方法的适用条件,并重点分析了模型拟合法的建模过程及其特点;在此基础上,结合热安全性评估中几种重要的安全性参数,介绍了基于热分解动力学对含能材料及其他危险物热安全进行评价的实际应用;最后对该方法中仍存在的争议性问题,如热分解参数求解的具体选择(等转化率法或模型拟合法)、以及针对熔融分解反应的实验方案实施等进行了讨论,提出在未来研究中应更加重视样品状态、实验技术、评价目标之间的匹配性。     

超细炸药粉体性能及其应用研究进展

综述了超细炸药粉体的性能及应用研究现状.对超细炸药性能变化进行了分析,表明超细炸药粉体及PBX配方具有机械撞击感度低、冲击波感度高、爆速增加、高压短脉冲起爆感度增加、传爆性能变好等特性.对今后超细炸药粉体研究、应用进行了展望,提出今后的研究方向是充分发挥多学科优势,进一步开展超细炸药粒子制备、粒子活性保护、粒子分散技术及作用机理的研究,以获得具有实际应用价值的超细炸药粉体及配方.