新型钝感含能材料共晶研究
基于HMX和CL-20的共晶炸药理论研究
基于HMX和CL-20的共晶炸药理论研究在含能材料领域,能量和安全性是人们最关心的两个方面。
然而,能量和安全性的本质矛盾一直伴随着炸药的始终。
一般而言,能量越高安全性越差。
目前,纯粹的高能量低感度的单质炸药非常少。
由于世界各国在军事上对低感度、高能量含能密度材料的迫切需求,炸药的共晶引起了人们极大的兴趣。
炸药的共晶可以在一定程度上稳定炸药,降低炸药的感度,从而解决含能材料能量与感度的矛盾。
近十年来,人们合成并表征了大量的共晶炸药。
而且,人们已经给出了多个计算共晶炸药结构、能量和感度的方法,揭示了其分子间相互作用的本质。
共晶炸药的出现,为解决含能材料能量与感度的矛盾提出了新的思路和方法。
大量实验表明,通过HMX和CL-20的共晶技术,相对于低能组分,提高了炸药能量;相对于HMX和CL-20高能组分,能降低其感度。
但该方面理论研究较少。
本文基于超分子形成规律和共晶原理,设计了HMX与DMI、FOX-7、NQ以及ε-、γ-、β-CL-20与HMX、FOX-7、DMF的共晶模型,并分别从密度泛函理论和分子动力学方法两方面,对不同分子摩尔比形成的结构、性能进行分析预测。
具体工作如下:共晶是一种混合炸药,为探索混合炸药感度的理论预测方案,本论文借助DFT-B3LYP和MP2（full）方法,在6-311++G（2df,2p）和aug-cc-p VTZ理论水平上,对HF与氮杂环CnH2n N-NO<sub>2</sub>（n=2–5）、RDX和HMX 硝基之间形成的分子间氢键相互作用复合物的N–NO<sub>2</sub>键强度、环张力能及分子表面静电势的变化进行了理论研究,并借助电子密度转移方法揭示了上述各物理量变化的本质。
结果表明:大多数情况下,氢键能与环张力能的变化密切联系,随着复合物的形成,N–NO<sub>2</sub>引发键的强度升高,感度有可能降低;随着复合物的形成,环张力能升高,表明感度可能升高。
富氮稠环含能化合物:平衡能量与稳定性的新一代含能材料
富氮稠环含能化合物：平衡能量与稳定性的新一代含能材料张计传;王振元;王滨燊;梁一红;潘光兴;张嘉恒【摘要】富氮稠环含能材料是指在富氮稠环化合物骨架上引入硝基和其他含能基团的含能化合物,由于该类化合物在拥有高爆轰性能的同时,兼具相对较低的机械感度和较高的热分解温度,近年来受到国内外含能材料学者的广泛研究和报道.研究显示,得益于富氮稠环骨架π电子的离域共振,稠环骨架结构的稳定性显著提高,从而使得富氮稠环含能化合物很好的平衡了含能材料能量与稳定性之间这一自然对立的矛盾,如4-氨基-3,7-二硝基三唑并-[5,1-c][1,2,4]三嗪4-氧(DPX-27),其爆速、爆压分别为8.97 km·s-1和35.4 GPa,爆轰性能与RDX相当,撞击感度和摩擦感度分别为10 J和258 N,明显低于RDX;1,2,9,10-四硝基二并吡唑[1,5-d:5',1'-f][1,2,3,4]四嗪(TNDPT)的爆速和爆压分别高达9.63 km·s-1和44.0 GPa,与CL-20相当,机械感度(撞击感度:10 J;摩擦感度:240 N)却显著低于CL-20.可以看出,富氮稠环含能化合物作为新一代兼具高爆轰性能与良好稳定性的含能材料,正展现出巨大的研究价值和应用潜力.本文简要梳理了近年来发展的经典富氮稠环含能化合物的合成、含能性能、稳定性以及对富氮稠环含能化合物未来发展的展望,从而为从事富氮稠环含能材料研究工作者提供参考.【期刊名称】《含能材料》【年(卷),期】2018(026)011【总页数】8页(P983-990)【关键词】富氮;稠环;含能;稳定性;高性能【作者】张计传;王振元;王滨燊;梁一红;潘光兴;张嘉恒【作者单位】哈尔滨工业大学(深圳),广东深圳 518005;哈尔滨工业大学(深圳),广东深圳 518005;哈尔滨工业大学(深圳),广东深圳 518005;哈尔滨工业大学(深圳),广东深圳 518005;哈尔滨工业大学(深圳),广东深圳 518005;哈尔滨工业大学(深圳),广东深圳 518005【正文语种】中文【中图分类】TJ55;O621 引言含能材料是指包括炸药、推进剂和烟火剂等一类蕴含有大量可控释放化学能的物质[1-4]，它在国民经济发展和国防工业中有着不接替代的作用。
2,4-二硝基苯甲醚(dnan)基熔铸炸药研究进展
摘 要： 随着弹药安全性要求的不断提升，传统 2，4，6‐三硝基甲苯（TNT）基熔铸炸药在制造、运输和使用过程中暴露出的问题使
因此各国均致力于寻找物理与化学性能适宜的新型钝感熔铸载体炸药insensitivemunitionsim来替代tnt24?二硝基苯甲醚dnan是当前研究最为活跃的一种钝感熔铸载体炸药于1849年首次合成早在第二次世界大战就被用于v?1巡航导弹装药amatol40dnan硝铵黑索今rdx503515然而当时只是作为产能不足的tnt替代物9
学特性及流变特性等最新研究进行了总结分析。
引 用 本 文 ：蒙 君 煚 , 周 霖 , 曹 同 堂 , 等 . 2,4‑二 硝 基 苯 甲 醚（DNAN）基 熔 铸 炸 药 研 究 进 展 [J]. 含 能 材 料 ,2020,28(1):13-24. MENG Jun‑jiong, ZHOU Lin, CAO Tong‑tang,et al. Research Progress of 2, 4‑Dinitroanisole‑based Melt‑cast Explosives[J]. Chinese Journal of Energetic Materials （Hanneng Cailiao）,2020,28(1):13-24.
载体炸药（insensitive munitions，IM）来替代 TNT。 2，4‐二 硝 基 苯 甲 醚（D N A N）是 当 前 研 究 最 为 活 跃
的一种钝感熔铸载体炸药，于 1849 年首次合成，早在第 二次世界大战就被用于 V‐1 巡航导弹装药 Amatol 40 （D N A N /硝 铵 /黑 索 今（R D X）5 0 /3 5 /1 5），然 而 当 时 只 是 作为产能不足的 TNT 替代物［9］。由于 DNAN 能量低于 TNT，二 战 后 很 长 一 段 时 间 无 人 问 津 。 随 着 钝 感 弹 药 的 发 展 ，这 种 含 能 材 料 引 起 了 各 国 的 广 泛 关 注 ，其 优 点 主 要 表 现 为［8，10］：（1）冲 击 波 感 度 和 热 感 度 比 TNT 低 ； （2）根据联合国危险物品分类系统，DNAN 属于 4.1 类 “ 易 燃 固 体 ”，而 TNT 为 1.1 类“ 具 有 爆 炸 危 险 的 爆 炸 物”，因此 DNAN 运输要求不及 TNT 严格，运输及存储 成 本 低 。 近 几 年 来 ，美 国 、澳 大 利 亚 、波 兰 、挪 威 、中 国
ANPZ的合成及ANPZ·DMSO(1：1)晶体结构
关键词 ：，． ２６二氨基＿， 二硝 基吡 嗪（ Ｎ Ｚ ； ３５ ． Ａ Ｐ ）合成 ； 晶体结构 ； 含能材料 中图分类 号 ：７ ３ ６ ０ ２ ． 文献 标识码 ： Ａ
富氮杂环化合物被认为是理想的高威力含 能 材料 ， 因为这些化合物大多具 有高的分子密度 、 低 易损性和正的生成 焓…。２６二氨基－ ，一 ，一 ３ ５二硝基 吡嗪（ Ｎ Ｚ 是一种富氮杂环含能材料 ， ＡＰ） 也是合成 新型高能钝感含能材料 ２６二氨基一，一 ，一 ３５二硝基吡 嗪一一 １ 氧化物 （ Ｌ 一 ５ 的前 体 。美 国 Ｄ Ｐｎ 公 ＬＭ１ ） ０ ｕｏｔ 司的 Ｄ ｎｌ 在上世纪 ７ ｏａ ｄ ０年代 报道 了 Ａ Ｐ Ｎ Ｚ的合 成方法 ， Ａ Ｐ 】但 Ｎ Ｚ作为含能材料并未受到重视。 作为合成 Ｌ Ｍ １５的前体 ， Ｌ 一０ 上世纪 ９ ０年代美 国劳 伦斯 ・ 利弗莫尔 国家实验室 （ Ｌ Ｌ 对 Ａ Ｐ Ｌ Ｎ ） Ｎ Ｚ的合 成方法和性能进行了深人研究 。性能研究结果表 明Ａ Ｐ Ｎ Ｚ是一 种综合性 优 良的单质炸 药 ， 对撞击 非常钝感 ， 耐热 （ 示扫描 量热起 始 放热峰值 为 差 ３ ６ 性好 ， ５ｏ Ｃ） 密度高 （ 晶体密度为 １８ ｇｃ ， ．４ ／ｍ ） 经 过研磨的 Ａ Ｐ Ｎ Ｚ比超细颗粒的 １３５ －氨基＿，， ， ，－ ：４ ！ ６三硝基苯 （ Ａ Ｂ 炸药具有更 高 的能量输 出和 一 ＴＴ ） 更好的发散性能 ， 在传爆 药 中具有 重要 的潜在应 些Ｑ ．
ＮＯ ＮＨ ４ ＯＨ
瓦
ＯＭ ｅ ＤＭ ＤＮＰ △
Ｃ １回流 Ｍ
１ 实验部分
１ １ 仪器 与试 剂 ．
Ｂｕ ｅ Ａ Ａ Ｃ ０ ｒ ｒ Ｖ Ｎ Ｅ ３０型核 磁 共 振 仪 ； ｉ ｌ ｋ Ｎｃ ｅ ｏｔ ８０型红外光谱仪 ， Ｂ 压片法 ；ｉ ｉ ｎＭ Ｔ９ Ｓ ０ Ｋｒ Ｆ ｎ ａ Ａ ｎｇ ５ 型质谱 仪 ； Ａ ｌ８型元 素 分 析仪 ； 兰 Ｅ Ｒ Ｆ Ｅ ｌ０ 荷 Ｎ Ａ Ｎ ＮＵ Ａ ４型四圆单 晶衍射仪。 Ｏ ＩＳＣ Ｄ Ｄ Ｄ Ｐ 采用 Ｓｈｍ 所示合 成路线 自制。 Ｍ Ｎ， ｃｅ ｅ１
新型含能材料的研究进展
含能叠氮化物用于发射药配方 中能减少气体 排放 中产 生的 火焰 和 烟 雾 ， 配 方 更 环 保 。有 机 分 子 中 的含 能 叠 氮 基 团 使
（一Ｎ ） 取代氢形成含能叠 氮增塑剂 和聚合 物 ， 有机叠 氮化合 物
第３ ３卷
第 ２期
四 川 兵 工 学 报
２１ ０ ２年 ２月
【 化学工程与Leabharlann 料科学】 新 型 含 能 材 料 的研 究 进 展
张永 丽 ， 慧群 杨
（ 中北 大学 ， 太原 ００ ５ ） ３ ０ １
摘要 ： 国内外 的新型含能材料研究及应用进行综述 ， 对 主要介绍 了以下几类含能 材料 ： 高含氮量含能材料 、 含能氧化剂 、 含能 粘结 剂和增塑剂 。对各类含能材料特点及其相 关的物理化学性能进行 阐述 ， 为未来含能材料在火炸药 中的应用提供 了参 考
和 一 Ｎ—Ｎ＝Ｎ一等 ， 中最 常见 的是偶 氮基和肼 基 ； Ｎ＝ 其 取代基 除 了传统 的含 能基 团 一Ｎ ： 一 Ｏ 外 ， Ｈ 和 Ｎ ： 还有高能基团 一Ｎ ，２。 Ｊ 氨基取代 的多硝基 芳香 族化合 物是 氮杂 环有 机化 合物 ， 其 特点是密度高 、 热稳定 性 和钝感 好 ｊ 具有代 表性 的化 合物 有 ： ，
依据 。
关键 词 ： 含能材料 ； 氧化剂 ； 能粘结剂 ； 含 增塑剂
中 图 分 类 号 ：Ｊ５ Ｔ５ 文献 标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６— ７ ７ ２ １ ） ２— １３— ３ １０ ０ ０ （０２ ０ ０ ２ ０
火药 是武器的能源 ， 提高能量是火 药发展 的根本 目的 ， 当前
LLM-105的精制及其含能配合物的合成、表征和催化性能研究
LLM-105的精制及其含能配合物的合成、表征和催化性能研究2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)是一种新型高能钝感含能材料,具有含能量高、感度低、热稳定性好的特点。
本文采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂对LLM-105(2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物)进行重结晶研究。
考察了精制条件对样品的微观形貌、粒度、热分解性能、撞击感度和摩擦感度的影响。
其中,在升温速率5K/min,10K/min,15K/min,20K/min条件下测试了LLM-105样品的热分解过程的差示扫描量热(DSC)结果,通过Kissinger法计算了不同精制条件下LLM-105样品的表观活化能。
研究结果表明：DMF精制的样品颗粒多呈细长棒状,存在少量不规则颗粒,90%颗粒粒径小于63.78μm,热分解峰温为352.5℃,表观活化能为235.32KJ/mol,撞击感度和摩擦感度分别为28%和22%；DMSO精制样品颗粒呈规则的短棒状晶体结构,表面光滑,颗粒的分散性好,90%颗粒粒径小于46.54μm,热分解峰温为357.4℃,表观活化能为239.95 KJ/mol,撞击感度和摩擦感度分别为20%和18%；NMP精制后的样品颗粒大多呈不规则细长颗粒状态,90%颗粒粒径小于44.18μm,热分解峰温为340.7℃,表观活化能为229.97 KJ/mol,撞击感度和摩擦感度分别为38%和30%。
综合比较知：采用DMSO为溶剂有利于得到热稳定性更好,感度更低的LLM-105。
此外,本文以2,6-二氨基吡嗪-1-氧化物(DAPO)及其一硝化产物(2,6-热氨基-3-硝基吡嗪-1-氧化物,DANPO)、二硝化产物(2,6-二氨基-3,5-硝基吡嗪-1-氧化物,LLM-105)为配体,以Bi3+、Cu2+、Pb2+为金属离子合成了八种含能配合物,并通过红外和元素分析结果初步确定了其分子式,即：Bi(C4H5N4O)3. Cu(C4H5N4O)(CH3COO)、Bi(C4H4N5O3)3、Cu(C4H4N5O3)(CH3COO)、Pb(C4H3N5O3)、Cu(C4H3N6O5)(CH3COO)和Pb(C4H2N6O5)。
两种钝感复合含能材料的制备及性能研究
两种钝感复合含能材料的制备及性能研究高能含能材料RDX和HMX因其具有较高的感度而限制了在现代武器弹药中的应用,而TATB目前被认为是一种非常安定、非常钝感的耐热炸药。
将RDX或HMX 与TATB形成混合炸药既可以使RDX或HMX钝感又能保持其原有的高爆炸能量,从而满足现代战争对钝感弹药的需求。
本文主要对三种单质炸药(TATB、RDX、HMX)进行细化处理得到超细炸药,进而选取超细高品质炸药制备TATB/RDX/VitonA和TATB/HMX/VitonA等复合含能材料,主要研究内容包括如下三部分。
首先,利用超声辅助喷雾法,以1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(离子液)和二甲基亚砜(DMSO)为复合溶剂,去离子水为非溶剂,对原料TATB进行重结晶细化处理,得到了超细TATB,并对原料TATB和超细TATB进行了粒径和形貌分析、XRD测试分析、DSC测试分析以及撞击感度测试分析。
结果表明,采用超声辅助喷雾法制备的超细TATB颗粒呈近球状,粒径在100 nm以下。
XRD测试结果显示细化后的TATB与原料TATB的衍射角及衍射峰位置基本一致,说明它们具有相同的晶型。
DSC测试结果显示超细TATB的热分解表观活化能和热爆炸临界温度比原料TATB略有降低。
撞击感度测试结果显示超细TATB 撞击感度较原料TATB有所提高,但仍具有较好的钝感性。
其次,利用超声辅助喷雾法和压缩空气式喷雾蒸发法对原料RDX、HMX进行了细化研究,并对原料RDX、HMX和超细RDX、HMX进行了粒径和形貌分析、XRD测试分析、DSC测试分析以及撞击感度测试分析。
结果表明,采用超声辅助喷雾法制备的超细RDX、HMX呈椭球状,粒径在4μm左右,压缩空气式喷雾蒸发法制备的超细RDX、HMX颗粒呈球形,粒径在500 nm左右。
XRD测试结果显示两种细化方法制备的超细RDX、HMX与原料RDX、HMX的衍射角及衍射峰位置基本一致,说明超细RDX、HMX与原料RDX、HMX具有相同的晶型。
共晶含能材料研究进展
（ Ｘｉ ’ ａ ｎ Ｍｏ ｄ ｅ ｍ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ￣ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ６ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
文 献标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８ － ６ １ ４ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ５ － ０ １ ３ ９ — ０ ４
中 图分 类 号 ： ０６ ５ ２ ． ７
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｃｏｃ ｒ ｙｓ ｔ ａ ｌ Ｅｎｅ ｒ ｇ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ
： ； Ｉ ＝ １ 日 日 含 能材 料研 究进展
刘可 ， 张皋 ， 陈智群 ， 栾洁玉 ， 徐敏
（ 西 安 近 代化 学 研 究 所 ， 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５ ）
＿ ｜ Ｌ Ｊ Ｌ ．日
摘要
共 晶是 不 同种 类的分子 ｆ 两种或 两种 以上 ） 通过 氢键 等分子 间相 互作用 ， 形成具有特 定结构和性 能的多
３ 共晶常见制备方法 共 晶的制备方法 有多种 ， 如传统 的溶 剂挥发法 、 冷却结 晶法 、 研磨法和溶剂 一非溶剂法等 。
将单 晶谱 图与共 晶谱 图进行 比照 ， 通过衍射 峰的消失和出现
可判别是否形成 了共 晶 ， 因而在共 晶表征 中应 用广泛。差热 扫描量热法主要用 于测定共 晶各种热力学和动力学参数 ， 如
现代 战场形 势 的变化 对炸 药性 能 的要求 越来越 高 ， 除 要求炸药应爆 炸速 度高和能量大之外 ， 还要求炸 药具 有更高
【CN110156545A】一种CL20TKX50共晶炸药及其制备方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910391429.0(22)申请日 2019.05.13(71)申请人 南京理工大学地址 210094 江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人 姜炜 袁朔 郝嘎子 肖磊 胡玉冰 陈腾 (74)专利代理机构 南京理工大学专利中心32203代理人 邹伟红(51)Int.Cl.C06B 25/34(2006.01)C06B 21/00(2006.01)(54)发明名称一种CL-20/TKX-50共晶炸药及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种CL -20/TKX -50共晶炸药及其制备方法。
由摩尔比为1:2的CL -20和TKX -50组成，所述方法以DMF或DMSO为溶剂，将CL -20和TKX -50超声并水浴加热至完全溶解在溶剂中，采用氯仿作为反溶剂，在磁力搅拌的条件下，将完全溶解的溶液缓慢滴加入氯仿中，滴加完毕后静置并过滤，收集所得沉淀物，真空干燥除去残留溶剂，得到所述共晶炸药。
本发明采用溶剂-非溶剂法，选用TKX -50作为配体与CL -20制备共晶，该方法操作简单，安全可靠，可有效的降低CL -20的感度。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 110156545 A 2019.08.23C N 110156545A1.一种CL -20/TKX -50共晶炸药，其特征在于，由摩尔比为1:2的CL -20和TKX -50组成。
2.一种CL -20/TKX -50共晶炸药的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将CL -20和TKX -50真空干燥去除水分；步骤2，加入DMF或DMSO，超声并水浴加热至药品完全溶解；步骤3，在950~1000 rpm的搅拌速度下，将氯仿以一定的速度滴加于上述溶液中；步骤4，滴加完毕后，保持原有速度搅拌30min以上；步骤5，静置、过滤、真空干燥。
LLM-105
⑥
２ ０ １ ５ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
化 工 技 术
Ｌ Ｌ Ｍ－ １ ０ ５研 究 新 进 展
张 超 张晓宏 马 亮 王友兵 陈俊 波 袁志锋
（ 西安 近代化学研究所 ， 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５）
杨立波
周 瑞
摘
要
综述 了国内外关于 ２ ， ６ － 二氨基一 ３ ， ５ － 二硝基 吡嗪一 １ 一 氧 化物 （ Ｌ Ｌ Ｍ一 １ ０ ５ ） 性能、 合成新 方法 、 晶体结构 、 热化学特 性及其
用， 使得 Ｌ Ｌ Ｍ． １ ０ ５ 对热、 冲击波 、 火花和摩擦撞击不 敏感 ¨ 。利 用真 空安 定 性 法 研 究 了 Ｌ Ｌ Ｍ． １ ０ ５和
火炸 药 中常用 组 分 之 间 的相 容 性 ， 结果表明 ， Ｌ Ｌ Ｍ一
１ ０ ５与铜 、 铝、 黑索今、 高氯酸按 、 吉纳 、 硝化棉、 硝化 甘油 、 邻 苯二 甲酸 二 乙醋 、 Ｄ 一 雷索 辛 酸 铅 、 二 号 中定 剂 和射孔 弹药 型罩 等 有 良好 的相 容 性 ， 且 其 燃 烧 产 物清 洁 ， 无 卤素 、 无 烟 ， Ｌ Ｌ Ｍ一 １ ０ ５是 一 种 相 当钝 感 的含 能 材 料 ， 引起 了 国际 炸 药 界 的极 大 兴 趣， 国外 已经 研 究 了近 ｌ Ｏ种 Ｌ Ｌ Ｍ． １ ０ ５混 合 炸 药 配 方＿ ２ 。 ， Ｌ Ｌ Ｍ． １ ０ ５已被美 国防 部 和 Ｌ Ｌ Ｎ Ｌ列 为 研 究
在火炸 药中应用 的最新研 究进展 。研 究结果表 明， Ｌ Ｌ Ｍ一 １ ０ ５的能量介 于 Ｔ Ａ Ｔ Ｂ和 Ｒ Ｄ Ｘ之 间， 分子 内存 在的 叮 Ｔ 共扼体 系 以及 强
钝感火工品中新技术、新含能材料研究进展
钝感火工品中新技术、新含能材料研究进展作者：吴涛来源：《科技资讯》 2013年第32期吴涛(海军装备部西安军事代表局陕西西安 710043)摘要:现代战争对弹药的安全性、防爆能力、抗打击能力的要求很高,火工品是弹药的引传爆装置,是武器装备的功能首发元件,敏感度很高,在恶劣的作战环境中,为提高作战人员和作战武器的安全性,钝感火工品的研究成为各国研究的热点。
随着光学、电磁学领域的科学研究的不断进步,新技术在钝感火工品的研究中也有广泛的应用。
新含能材料在弹药安全性与可靠性的研究中有着巨大的优势。
本文通过对钝感火工品相关的激光点火、爆炸逻辑网络与冲击片雷管等技术进行综述,探讨新技术的发展及新含能材料的发展前景与发展方向。
关键词:钝感火工品新含能材料研究进展中图分类号:TJ410 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)11(b)-0075-01火工品是在战略导弹、核武器及航空航天系统等军事工程中的小型化的敏感爆炸能源,是武器装备的功能首发元件。
传统的火工品具有敏感性高,抗干扰能力弱的特点,在野外或者其他恶劣环境中作战时很容易导致误发火的情况出现,造成弹药安全事故。
所以,在现代军事工程研究中,钝感火工品的研究成为热点,随着物理化学领域的光电技术等的发展,越来越多的新材料新技术被应用在火工品的研究中。
本文就火工品技术及不同种类的新含能材料在钝感炸药的制造过程中的应用进行简单的讨论。
1 钝感火工品新技术现代光电技术的发展给钝感火工品的研究带来了新的方向。
本文重点讨论与火工品不同组成部分相关的研究较多的几种技术,包括点火技术、传爆技术和起爆技术等。
1.1 点火新技术的国内外研究进展目前,火工品的主流研究研究方向是激光点火技术。
激光点火技术指的是通过激光能量引爆含能燃料的方式。
激光是20世纪60年代研究发现的新光源,具有单色性好、方向性强、频率范围窄、亮度高、强度高的特点,目前广泛应用于各种材料的打孔、切割、成型、焊接或者应用在手术、武器制造过程中。
关于钝感火工品中新技术、新含能材料研究
ＬＬＭ一１０５最早 出现 于 １９９５年 ，首次 合成 于 Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｌｉｖｅｒ—
说 ，提 高 武器弹 药 的防 殉爆 、抗击 打能 力 与安全 性 是最 为主 要 ｍｏｒｅ国 家 实 验 室 ，后 来 英 国 与 德 国 也 相 继 合 成 成 功 ，达 到
的关键 工作 之一 。对于弹 药来 说 ，火工 品是最 为重要 的 引会 传 ８５６０ｍ／ｓ的理 论爆 速 与 １．９１３ｇ／ｃｍ 的密 度水 平 。该 材料 的 爆破
２．４ ＴＮＡＺ
ＴＮＡＺ能量 水平 在奥 克托金 与 ＲＤＸ之 间 ，该材 料最 早 出现 于 美 国 ，生 成 焓 达 ２６．１ｋＪ／ｍｏｌ，密 度为 １．８３４￣ｃｍ 。在 高能 钝 感 炸 药 中的 应用最 为理想 。ＴＮＡＺ不超过 １００℃，能够大 面积替 代 ＴＮＴ，该 含 能材 料 玻 璃 、黄 铜 、铝等 材 料 之 间 均 有着 良好 的兼 容性 。
国 家 实 验 室 、Ｌｏｓ Ａｌａｍｏｓ国 家 实 验室 、法 国 Ｓｏｃｉｅｔｅ Ｎａｔｉｏ—
一 步 提 升 弹 药安 全 性 。 本 文 对 当前 钝 感 火 工 品 的 新 技 术 与 新 ｎａｌｅ ｄｅｓ Ｐｏｕｄｒｅｓ ｅｔ公 司也 在钝感 位能材料 方面投入 了较大 的研
含 能材料进行 了全 面的研 究与分析 ，报 告如下 。
究 力度 ，取得 了丰 硕 的研 究成果 ，该领 域 出现 的一 些新 含能 材
关 键词 ：含 能材料 ；新技 术 ；钝感 火工品
料主 要有 ＴＮＸＡ、ＤＡＡｚＦ以及 ＬＬＭ一１０５等 。
随 着现 代战争 的战场 环境 日益 恶劣 ，武 器平台 与作战 人 员 ２．１ ＬＬＭ一１０５
的战 场 生存 能 力也需 要 得到 进一 步 的提升 。对于 作战 部 队来
模拟技术在军事实验中的应用--以TATB基高能顿感含能材料为例
故术创新 |TECHNOLOGY INNOVATIONI模拟技术在军事实验中的应用—以TATB基高能顿感含能材料为例陈云阁1王安舒2张国，(1.海军大连舰艇学院，辽宁大连，116018: 2.辽宁机电职业技术学院，辽宁丹东，118009)摘要：现代军事实验普遍存在成本和危险性高、对环境破坏性强的问題，尤其在含能材料性能改进研究中更为凸显。
糢拟技术 可以通过电脑软件，从理论上对新型含能材料的热性能、力学性能等进行糢拟和可行性预測，在理论可行的前提下，再进行 制备等研究实验，可有效降低成本、减少事故发生的可能性。
文章以TATB/HMX高能纯感含能材料为例，利用MS糢拟软忤建糢 分析，对其制备从理论上仿真研究，预測其可行性。
关键词：糢拟技木：军事实验：含能材料 文献标识码:A中图分类号:TQ560文章编号：2096>4137 (2020) 12-122-03 DOI：10.13535/ki.10-1507/n.2020.12.48Application of simulation technology in military experiment------Take TATB based energetic materials as an exampleCHEN Yunge1,WANG Anshu2,ZHANG Guo'(1.Dalian Naval Academy,Dalian 116018, China;2.Liaoning Mechatronics College,Dandong 118009, China)Abstract:Modem military experiments generally have the problems of high cost and danger,and strong destructiveness to the environment,especially in the study of performance improvement of energetic materials.The simulation technology can theoretically simulate and feasibility predict the thermal and mechanical properties of the new energetic materials through computer software.Under the premise of theoretical feasibility,experiments such as preparation can effectively reduce the cost and the possibility of an accident. This article takes TATB/HMX high-energy passivation energetic materials as an example,and theoretically simulates its preparation and predicts its feasibility,using MS simulation software for simulation and analysis.Keywords:simulation technology;military experiment;energetic materials0 *引言 存贮、运输以及实验室的安全性、相关操作人员防护等方面现代军事科学技术的快速变化与发展，武器平台既要能 精确打击、有足够高的能量水平、高杀伤威力和绝对能量，同时又要具有良好的安全性能、低易损性和高生存的能力，满足舰载和机载等高价值武器平台的安全性的需求。
化工材料研究所含能分子创制团队在钝感炸药、含能离子液体等方面取得进展
CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS 含能材料2018年第26卷第9期（725）含能快递含能快递含能快递含能快递化工材料研究所含能分子创制团队在钝感炸药、含能离子液体等方面取得进展1.采用碱金属配位稳定化N 5-离子的策略，制备了结构稳定的三维骨架五唑钠盐MPF‑1，晶体骨架中含有两种五唑纳米笼结构（Na 20N 60和Na 24N 60），每个N 5-离子与五个相邻钠离子配位成五边形，并通过强金属配位键组装成为类沸石结构骨架。
相比已有五唑离子盐，MPF‑1表现出优秀的热稳定性（147.5℃）。
源自：Zhang W ，Wang K ，Li J ，et al.Stabilization of the Pentazolate Anion in a Zeolitic Architec⁃ture with Na 20N 60and Na 24N 60Nanocages ［J ］.Angewandte Chemie⁃International Edition ，2018，57：2592-2595.2.设计合成了新型4，8‑二硝胺基二呋喃并［3，4‑b ，e ］吡嗪及其钾盐的含能金属有机框架（E‑MOF ）。
该E‑MOF 材料具有层状结构，晶体密度为2.114g·cm -3，具有热分解温度高、爆轰性能优良、机械感度高等特点，是一种潜在的新型起爆药。
源自：Li W ，Wang K ，Qi X ，et al.Construction of a thermally stable and highly energetic metal⁃organic framework as lead⁃free primary explosives ［J ］.Crystal Growth &Design.2018，18：1896-1902.3.设计开发了一类基于独特三元环结构阳离子的含能离子液体，具有良好的自点火性能，点火延迟时间低至6ms ，能量密度高，热稳定性优异，比冲与偏二甲肼水平相当，在替代传统肼类燃料方面具有一定的应用潜力。
LLM-105的Cu(Ⅱ)和Co(Ⅲ)含能配合物:热分解特性及与HMX相容性
LLM-105的Cu(Ⅱ)和Co(Ⅲ)含能配合物：热分解特性及与HMX相容性晋永;陆明【摘要】为了研究LLM-105(2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物)与过渡金属Cu和Co配合物的热分解特性及其相容性,合成了LLM-105与Cu(Ⅱ)和Co(Ⅲ)的配合物,用傅里叶变换红外光谱和粉末X射线衍射表征其结构.采用差示扫描量热法(DSC)测试了不同升温速率下Cu(Ⅱ)和Co(Ⅲ)配合物的分解温度,并用Kissinger 法和Ozawa-Doyle法计算了其表观活化能(E)和指前因子(A);利用转化率(α)和与其对应的温度(T),得到不同转化率下活化能随温度变化曲线.利用DSC测试了Cu(Ⅱ)和C o(Ⅲ)配合物与HMX在不同质量比下混合炸药的分解温度,并对其相容性进行了分析,结果表明,Cu(Ⅱ)配合物与HMX相容性较好,且优于Co(Ⅲ)配合物.【期刊名称】《爆破器材》【年(卷),期】2015(044)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】LLM-105(2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物);Cu(Ⅱ)配合物;Co(Ⅲ)配合物;热分解;相容性【作者】晋永;陆明【作者单位】南京理工大学化工学院,江苏南京,210094;南京理工大学化工学院,江苏南京,210094【正文语种】中文【中图分类】TJ55;O551.3为了满足宇宙航行、石油深井射孔装药的特种需要，近年来含能材料的研究方向聚焦于钝感含能材料（ISM）和高能量密度材料（HEDM），而能量密度高且钝感的综合性能良好的含能材料是人们长期孜孜以求的目标［1-2］。
研究发现，以含能化合物为配体，过渡金属为中心原子的含能配合物具有良好的安定性和强烈的爆炸性［3］，其在国防工业中已有广泛应用，已合成的含能配合物有的作为含能催化剂用于推进剂，有的则可作为起爆药用于各种武器弹药［4-5］。
高氯酸五氨·［2-（5-氰基四唑酸根）］合钴（Ⅲ）（代号CP）是一种热安定性良好且钝感的无机炸药，由于其燃速较优，与其他几种常规炸药相容性好，美国已将其筛选作为原子弹的起爆药［3］。
CL-20／DNB共晶炸药的制备与表征
的一个 极 大 衍 射 峰 值 在 共 晶衍 射 图谱 里 没 有 出 现 ；
等处 出现 了较大衍 射 峰 ， 这 种 明显 的差 异 表 明住 这一
过 程 中 有 新 的物 相 形 成 。
性 方法 不能改 变炸 药 内部 组 成 和 晶体 结 构 的局 限 ， 使
不 同种类 的单 质炸 药在 分 子 层 面有 序 排 列 ， 形 成 具 有 独 特结 构 的共 晶炸药 ， 赋 予炸药 新 的性 能 ， 为解决 现有 单 质炸 药能量 和安 全性 矛 盾 提供 一 条 崭新 途 径 ， 这 对 改善炸 药 的性 能具 有重要 意义 。六 硝基 六氮 杂异
本 项 目选 用 溶 剂 缓 慢 蒸 发 法 ， 将 １ ０ ｍｍｏ ｌ 的 Ｃ Ｌ 一 ２ ０ 和相 同摩 尔数 的 ＤＮＢ溶 解 于 乙醇 溶 剂 中 ， 形 成
饱 和溶液 ， 置于 ３ ０ 。 陋温 培 养箱 缓 慢 结 晶 １ ０天 ， 即 可
，
得 到无色 棱柱 状 共 晶炸 药 。采 用 Ｘ射 线 衍 射 仪 和 四 圆衍射仪 对共 晶结 构进 行 测 试 和表 征 ， 采 用差 示 扫 描
（ １ ． 中北 大 学 化 工 与环 境 学 院 ，山西 太原 ０ ３ ０ ０ ５ １ ； ２ ． 中 国工 程 物 理研 究 院 化 工材 料 研 究所 ，四 川 绵 阳 ６ ２ １ ９ ０ ０ ）
发展 高能量 、 低感 度 、 低 成本 的炸药 一直 以来都 是 含能材料 领域研 究 者们 孜 孜 以求 的 目标 ” ， 而现 有 单 质 炸药很 难在 能量 、 安 全性 和价格 上 得 以统一 。共 晶作 为含 能材料 领域 的新 型 改性 技 术 ， 可 克 服普 通 改
三种新型钝感含能材料共晶的开题报告
三种新型钝感含能材料共晶的开题报告一、研究背景和意义随着科技的不断发展，钝感含能材料作为一种重要的燃烧剂得到了广泛的关注和研究。
钝感含能材料是指在常温下不会自燃或爆炸的物质，但是在高温或高压下可以瞬间爆发出巨大的化学反应能量。
由于它们具有较高的能量密度和稳定性，因此在军事、航空航天、火箭发动机等领域都有广泛的应用前景。
同时，随着环保和能源危机的不断加剧，新型含能材料的研发也成为当前热点研究领域之一。
现有的钝感含能材料主要是由氮、氧、碳等非金属元素组成的含氧化合物。
这些含能材料虽然具有较高的热值和灵敏度，但也存在一些缺点，例如易受潮、不易保存等问题，限制了其在实际应用中的推广。
因此，寻找新型的含能材料并探索其制备方法是十分必要和具有实际意义的。
二、研究目的本研究旨在探索新型的钝感含能材料共晶体系，并研究其结构、性质及反应机理，为新型含能材料的设计和制备提供理论和实验基础。
三、研究内容和方法1. 研究对象本研究将重点探索三种新型的钝感含能材料共晶：金属有机框架材料（MOF）、金属-有机网络材料（MON）和共价有机框架材料（COF）。
2. 研究方法（1）计算模拟方法：使用密度泛函理论（DFT）对共晶体系的结构、能量、键长等性质进行计算，并探究其电子结构、电荷分布等信息，从而进一步了解其反应机制。
（2）实验制备方法：采用溶剂热法、水热法、共晶晶化法等实验方法制备钝感含能材料共晶样品，并通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）等手段对其结构和性质进行表征和分析。
四、预期成果和意义通过本研究，可以探索出三种新型的钝感含能材料共晶体系，并对其结构、性质以及反应机制进行深入研究，为新型含能材料的设计和制备提供理论和实验基础。
同时，本研究还将为我国国防事业的发展和环保领域的进一步研究提供支持和帮助。
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新型钝感含能材料共晶研究
炸药威力和安全性是炸药的最为重要的性能，但它们之间又相互制约。
高威力的炸药相对的安全性就差。
因此，制备钝感高能炸药是含能材料领域的一个主要目标，当然，还包括合成新型的高能炸药、对现有炸药的细化与包覆等方法的研究。
高能炸药与钝感炸药（或其他晶体材料）通过分子识别形成的晶体即为炸药共晶，因此，共晶技术为制备安全的钝感高能含能材料提供了一种新的途径。
本文通过Gaussian03，选用DFT-B3LYP方法在6-311++G**基组水平上进行了计算了CL-20与NQ，以及HMX与LLM-105之间的分子间作用力，结果表明，CL-20与NQ以及HMX与LLM-105之间可以形成分子间氢键。
且在分子自组装过程中，可能有单一类型的氢键为主导，也可能是多种类型的氢键共同作用，且NH... O类型的氢键和CH... O类型的氢键在不同超分子结构中的作用力大小也有很大不同。
本文通过溶剂挥发法，采用溶剂二甲基亚砜（DMSO）制备了以NQ 为基和以LLM-105为基的共晶炸药，表征结果显示，在NQ/RDX的重结晶炸药的红外光谱中，在3074cm-1位置处C-H吸收峰减弱，而在3250cm-1出现中等吸收峰，经过分析为O-H键的振动吸收，说明共沉淀晶体中的NQ和RDX基团形成了H-O型氢键。
在CL-20/LLM-105的重结晶炸药的红外光谱中，在3694cm-1位置处出现了强的吸收峰，由于峰形尖锐且没有其他吸收峰干扰，经过分析为O-H
键的振动吸收，说明共沉淀晶体中的CL-20和LLM-105基团形成了新的H-O型氢键。
其他重结晶炸药的红外光谱同样因为超分子基团内部生成了氢键，红外光谱吸收发生改变，吸收峰发生变化。
制备LLM-105/CL-20共晶的实验中，利用混合溶剂成功制得了共晶体，而采用单一溶剂效果较差，结果表明，混合溶剂作为共晶炸药的溶剂体系对共晶炸药体系有着显著地作用，可以大大拓宽共晶炸药成分和溶剂体系的选择范围。