含能材料的相变研究进展

回顾了通常含能材料相变的相关研究方法,介绍了常用的热分析、超高压和冲击加载的实验技术以及多种第一性原理和分子动力学理论模拟研究方法及其适用范围,归纳了硝胺类、硝基类、硝酸酯类、唑类与呋咱类以及笼型的常见含能材料在高温高压下的多种相结构,总结了上述含能材料(包括部分混合炸药)在不同相中的分子构型和晶体结构和部分材料在静态与冲击加载条件下的相变特征和相应的相分布,综述了对热门含能材料进行的高精度理论模拟研究所揭示的相变机制。发现部分有复杂相变机制的含能材料的相变点研究结果不一致,一些报道给出的太安炸药(PETN)的部分相的晶体结构和分子结构不一致。大量相变的深层次理论机理揭示不足,其中混合炸药相变的微观机理鲜有涉及。     

偶联剂与TATB相互作用机理的研究

主要研究了偶联剂与1,3,5－Triamino-2,46-trinitrobenzene(TATB)的相互作用,发现偶联剂通过水解所产生的羟基与TATB分子上的硝基而不是胺基形成氢键而改变TATB的表面性质,当加入微量Lewis酸之后,氢键数量显著增加。     

非线性偏最小二乘法在混合炸药体系液相色谱中的应用

本文着重讨论了非线性偏最小二乘法(简称NLPLS)在混合炸药体系定量分析领域里的应用。以HMT、RDX、Tetryl、TNT等常用炸药为对象,对炸药的高效液相色谱分析中所遇到的复杂体系如谱峰严重重叠体系、待分析物含量相对悬殊体系等进行了研究。结果表明,本方法对混合炸药体系的液相色谱分析数据具有较强的处理能力,对完全重叠色谱的解析置信度取95％,误差小于5％。为解决这类炸药的液相色谱定量分析问题增添了另一条途径。     

TATB序列炸药的结构-性质的理论研究

用最新的PM5方法研究了TATB序列炸药--平面多环芳香类以及立体芳香类炸药的结构及性质.得到了它们的电子结构、前线轨道能级差、红外光谱以及热力学性质等.在此基础上利用VLW程序得到了这些化合物的理论爆轰参数.结果表明,对平面芳香环的氨基硝基炸药而言,环的数目增加降低了以其为基的炸药的稳定性;而对立体成环的芳香类化合物而言,其稳定性与苯并环的数目有以下关系5＞3＞4＞6个苯并环.这些数据为以后合成研究此类炸药提供了可供极具参考价值的信息.     

γ-（2，3-环氧丙基）氧化丙基三甲氧基硅烷与TATB的界面作用

用Ｘ－光电子能谱（ＸＰＳ），扫描电镜（ＳＥＭ）技术研究了ＴＡＴＢ与γ－（２，３－环氧丙基）氧化丙基三甲氧基硅烷偶联剂的界面作用，对其作用机理进行了探讨。     

不同温度下ε-CL-20晶体感度和力学性能的分子动力学模拟计算

用分子动力学(MD)模拟计算研究了在NPT系综和不同温度(195、245、295、345、395K)下高能量密度化合物ε-CL-20的(2×3×3)超晶胞及其沿(001)晶面的模型切割。结果表明,室温下所得晶胞参数与实验值一致。随着温度的升高,引发键(N-NO2)最大键长(Lmax)递增、引发键连双原子作用能(EN-N)和内聚能密度递减,与体系热和撞击感度随温度升高而增大的实验事实相一致,表明Lmax、EN-N和内聚能密度可作含能化合物热感度和撞击感度相对大小的理论判据。获得了5个温度下ε-CL-20的力学性能,从理论上揭示了其力学性能随温度的升高而递变的规律。     

氟共聚物VDF-CTFE乙酸乙酯体系的MARK-HOUWINK方程参数订定

通过凝胶渗透色谱和特性粘度实验技术,应用普适校正的原理,订定了偏二氟乙烯和三氟氯乙烯按1:4分子比的共聚物在乙酸乙酯中(25℃)的Mark-Houwink方程参数。结果得K=1.36×10~(-3),a=0.835。将这结果运用到该色谱谱图计算,所得的特性粘度值与用粘度法的实测值比较,最大相对偏差小于2％。     

TATB基PBX介观结构的耗散粒子动力学模拟

利用耗散粒子动力学对四种TATB基PBX的介观结构及其演变过程进行了研究。结果表明:聚合物在单质炸药TATB中形成线形的网状结构,但没有完全包覆TATB;随着聚三氟氯乙烯重复单元在聚合物中含量比例的增加,聚合物在TATB中的扩散变得越来越容易;温度升高也会使更多的聚合物扩散到TATB中。研究发现,温度在400K时,聚合物形成蜂窝状结构,能很好地包覆TATB。     

信息动态

金属化含能材料因金属与含能材料的分解产物发生二次反应释放出大量的热,在炸药、推进剂、发动机的燃料等领域广泛应用.阐述了镁、铝、硼等金属化含能材料中金属和含能材料的反应特性研究及其应用前景.今后应加强基础理论研究,研究金属化含能材料中金属的钝化机理、钝化层的形成对含能材料反应的影响,获得其能量释放的时间-空间分布,为金属化含能材料的应用提供科学依据.     

硅烷偶联剂与TATB分子间相互作用的理论研究

利用密度泛函理论LDA/PW方法对γ-氨基丙基三醇硅烷(KH5501)偶联剂和1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)分子间相互作用及其偶联机制进行了理论研究。结果表明硅烷偶联剂与TATB分子间的相互作用,改变了TATB分子的平面结构,增强了TATB分子的C—NO2键强度,降低了TATB分子的光热稳定性。另外,计算结果还表明硅烷偶联剂羟基上的氢与TATB硝基上的氧之间形成的氢键作用是硅烷偶联联剂与TATB发生偶联作用的主要形式,这一结论与实验预测结果一致。