纳米含能材料于战斗部中的应用技术研究

将纳米级含能材料应用于云雾爆轰型战斗部的装药组分之中,通过对比装填纳米级含能材料与微米级含能材料、敏化剂燃料爆轰过程中燃烧转爆轰时间、平均反应速度和反应波传递能力,研究纳米级含能材料在战斗部释放能量过程中起的效果,结果表明,将微量（5％）微米级含能材料等量替换为纳米级含能材料后,云雾爆轰型战斗部反应效果有很大程度提高,燃烧转爆轰时间缩短43％,平均反应速度提高24％,传播云团反应波能力加强。纳米级含能材料对战斗部的敏化效果甚至优于敏化剂对战斗部的敏化效果。     

含能材料包装技术

含能材料被定义为,一类含有爆炸性基团或含有氧化剂和可燃物,能独立地进行化学反应并输出能量的化合物或混合物.包括含能材料、发射药、推进剂、炸药、起爆药和烟火剂等都有应用.通过对含能材料加工制造等过程的分析,简要介绍含能材料的包装技术并进行简要的拓展.     

含能射流冲击释能试验研究

通过建立动态能量采集系统对含能射流的冲击释能特性进行了研究,得到了不同冲击条件下含能射流撞击靶板产生的超压-时间曲线,确定了反应产物成分。结果表明:随着受到的冲击能量增加,含能射流形成的超压峰值与能量释放呈递增趋势,同时存在一个冲击能量上限使得射流内含能材料的化学反应达到饱和;释能机制为含能材料受冲击加载后发生氧化反应和铝热反应并释放能量,形成超压。     

后CHNO类含能材料的发展思考

现代武器装备对含能材料提出了更高要求,传统含能材料的发展遇到了新挑战。分析了传统CHNO类含能材料存在能量与感度及稳定性陷阱、贮能释能已接近极限等技术瓶颈。综述了国内外笼形化合物、氮簇化合物及聚合氮、金属氢等方面的新进展和研究动向。提出了基于炸药爆炸行为与反应速率调控的新技术,运用多尺度设计理论和方法,拓展了含能分子贮能体系的新思路,主要包括基于原子组合的化学键贮能设计、基于分子组合的分子间贮能设计、基于微纳米结构复合的贮能设计等途径,探讨未来高能量密度含能材料(HEDM)的发展思路。     

基于丙二腈的含能化合物的合成研究进展

丙二腈是一种重要的有机合成原料。介绍了丙二腈分子中亚甲基和氰基的反应特性。利用氰基的反应活性可以构建氮杂环母体骨架,可进一步赋予能量,设计并合成多种性能优异的含能化合物。丙二腈作为原料可以合成3, 4-二(3’-硝基呋咱-4’-基)氧化呋咱(DNTF)和1, 1’-二羟基-5, 5’-联四唑二羟胺盐(HATO)等新型含能材料。系统综述了构建呋咱、四唑、异呋咱、偶氮桥联、醚桥联等含氮含能化合物的合成方法。同时,重点介绍了典型含能化合物的爆轰性能等物理化学性能。对基于丙二腈的含能化合物的合成思路和方法进行总结并提出建议,为未来设计、合成具有自主知识产权且性能优异的新型含能材料提供参考。     

TiCp/H13(4Cr5MoV1 Si)复合材料的显微组织和力学性能

用熔铸工艺过程中的原位反应合成方法制备了含ψ（TiC)为5％颗粒增强的H13钢基复合材料,实验结果表明,用本文工艺制备的复合材料工艺性能优良,易于加工成形,显微组织中TiC颗粒分布均匀,没有出现颗粒的团聚及由于TiCP颗粒引入而形成的组织缺陷,TiC颗粒的加入能有效地提高材料的常温、高温强度和耐磨性能,但在一定程度上降低了材料的塑性和冲击韧性。     

多孔硅/高氯酸钠纳米复合含能材料的冲量研究

为了研究多孔硅(PS)类含能材料的输出性能,对填充高氯酸钠的多孔硅复合含能薄膜的表面形貌和能量特性进行了表征和分析,采用扭摆推力测试平台对多孔硅/高氯酸钠复合物在不同点火电压下的反应冲量进行了测试。研究结果表明,制备的多孔硅薄膜表面平整、无龟裂,表面粗糙度仅为2.7 nm,厚度达到25μm。填充的高氯酸钠带有结晶水,可以稳定存在于多孔硅孔隙中。多孔硅/高氯酸钠复合物在大约494.7℃时开始反应,反应放热量达到689.5 J/g。冲量测试结果表明多孔硅/高氯酸钠复合含能材料反应的冲量在微牛顿秒级,冲量值随着点火电压的增大而增大。     

超细含能材料的微胶囊化技术

含能材料超细化是提高能效的有效途径,微胶囊化可拓展这一新型材料的应用领域.将超细含能材料微胶囊化,不仅可以在保持活性的同时提高含能材料的安定性,而且可以提高超细含能材料的分散性,为超细含能材料的应用提供有力的技术支持.概述了近年来超细含能材料微胶囊化技术的进展.     

KNO3/GO复合含能材料的制备与表征?

分别采用重结晶法、中和法和溶剂-非溶剂法制备了硝酸钾/氧化石墨烯(KNO3/GO)复合含能材料。通过负载前后质量的变化对KNO3的负载量进行比较,并运用X射线衍射能谱(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、场发射扫描电镜(FESEM)和热重/差热分析(TG/DTA)对复合材料进行了表征。结果表明:3种方法中,KNO3都能均匀地负载在GO片层表面,溶剂-非溶剂法中KNO3的负载量最大;重结晶法制备的复合含能材料的反应快速且剧烈,反应起始温度较GO提前了74℃;中和法制备的材料的反应相对平缓,经历了3个阶段;溶剂-非溶剂法的热分解过程基本和纯KNO3相同。     

超声压制粉体成形技术研究进展

超声粉体压制技术适合众多种类的粉体材料以及较难加工的高分子材料等,不但制得的压坯密度和均匀度能有效提高,而且压制过程环保、安全。国内外开展了金属粉末、无机物中的陶瓷粉末、高分子材料中的塑料粉末,以及高分子含能材料的复合粉末等的超声压制成形研究,取得了许多成果,大大促进了超声压制粉体成形技术在国民经济和国防建设中的广泛应用。该文介绍了超声压制粉体成形技术的研究进展。     

纳米复合含能材料的制备方法、复合体系及其性能的研究进展

纳米复合含能材料是目前世界各国军事领域重点发展的新型含能材料。纳米复合含能材料的特征主要体现在纳米级到原子级上的反应性组分的紧密混合,其具有比表面积大、化学反应活性高、扩散距离短、反应物之间接触面积很大等优点,促进了复合含能材料的快速燃烧和高效能量释放。纳米复合含能材料的高能量密度以及高能量释放速率吸引了研究人员的广泛关注,因此纳米复合含能材料的制备研究发展迅速。常用的制备方法有溶胶-凝胶法、高能球磨法、溶剂-非溶剂法、喷雾干燥法、超临界流体法等;新型的制备方法有喷雾闪蒸、两步法、自组装法等。另外,将多种制备工艺相结合以制备性能更优异的纳米复合含能材料也是一种途径。纳米复合含能材料体系主要有四种:(1)单质炸药/氧化剂分散在连续介质中的纳米复合材料;(2)亚稳态分子间复合物(MICs);(3)碳纳米管基复合含能材料;(4)纳米多孔硅/氧化剂复合含能材料。根据不同复合体系的反应物特点,需要选用适宜的制备方法,同时,不同的复合体系也有其适合的应用领域。本文从纳米复合含能材料的制备方法、纳米复合含能材料的复合体系及其性能两方面,详尽地介绍了纳米复合含能材料的常规制备方法和新型制备方法,并归纳了四类主要复合体系的组分特点及典型配方性能。     

含能金属有机骨架材料的研究进展

含能金属有机骨架材料是由富氮杂环含能配体与金属离子通过自组装形成的具有不同维度和结构的新型含能材料.目前含能材料面临能量与稳定性及感度相矛盾的技术瓶颈,含能金属有机骨架材料由于其结构的可设计性成为近十年来领域内研究热点.按骨架材料本身的电性分类,分别介绍了不同电性的含能金属有机骨架材料的研究进展,并从特征离子的角度分析...     

内嵌叠氮化铜碳纳米管复合含能材料的制备与表征

叠氮化铜是一种绿色环保的高能含能材料，其极高的静电感度限制了它在MEMS火工品微型装药中的应用。碳纳米管优异的导电性可以有效地降低叠氮化铜的静电感度，而且取向一致、高机械强度的碳纳米管可以有效地提高叠氮化铜的安全性和爆轰输出能量。本文中，设计并制备了基于硅基底及多孔氧化铝模板的内嵌叠氮化铜碳纳米管复合含能材料，探究了合适的制备条件，并对样品进行了表征分析。结果表明:在氧化电压45 V、沉积电流密度0.1 mA/cm²条件下制备的复合材料,经72 h叠氮化反应后得到的内嵌叠氮化铜碳纳米管复合含能材料在静电感度仪测试范围（≤25 kV）内均未发火，有望作为一种新型含能装药应用于MEMS器件中。     

共晶含能材料的研究进展及发展展望

含能材料是国防工业战略性关键基础材料,受能量与安全性之间的矛盾制约,仅靠单质炸药传统设计与合成同时实现含能材料高能和低感双重目标极具挑战,一直未取得有效突破.共晶含能材料的出现和发展为新型高能低感炸药合成及同步调控性能提供了一种全新策略.介绍讨论了共晶含能材料发展状况,主要包括设计理论、制备技术、性能表征和形成机理等方...     

含能材料光固化成型技术研究

针对以液体含能材料为原料的3D打印,设计出适合含能材料挤丝工艺的直径不同的喷头,并构建了双向可调气路系统用以控制液体的挤出流量,实现了用不同直径的喷头均匀、稳定打印,保证了含能材料打印的安全性。采用丝状液体含能材料固化方法,实现了液体3D打印固化成型。制备出适合打印性能要求的光固化树脂,利用红外光谱分析技术,计算出各配方中紫外光照后CC双键转化率,验证最优配方的正确性。进行光固化树脂和加入含能材料的含能油墨打印实验,并对含能油墨打印的模型进行点燃实验。结果表明,设计的打印喷头和气路系统适合于液体材料打印,制备的光固化树脂流动性、流平性、固化效率等符合打印性能要求。     

含h-BN复相陶瓷制备及性能研究进展

陶瓷材料密度低、抗腐蚀性及耐磨性良好,但是其硬而脆导致加工困难、抗热震性差。h-BN具有弹性模量低、硬度低的特点,其可加工性能和抗热震性能优异。将h-BN引入陶瓷基体制备含h-BN复相陶瓷,能够有效改善陶瓷材料的可加工性能和抗热震性。对含h-BN复相陶瓷的材料体系、制备工艺和性能的研究一直备受关注。本文以h-BN的引入方式为分类依据较全面地总结了含h-BN复相陶瓷的制备方法。本文对引入h-BN后所制备的含h-BN复相陶瓷的常规力学性能、抗热震性、可加工性、透波性、摩擦磨损等性能的影响进行了综述;对含h-BN复相陶瓷的制备及性能研究中存在的问题进行了概括,并对该材料体系的研究方向提出了建议。     

纳米含能材料制备研究的最新进展

综述了纳米含能材料的性能及制备方法的最新研究进展,并对这些方法的优缺点进行了述评,分析了固体推进剂用纳米含能材料制备研究中存在的关键性问题,提出了纳米含能材料制备方法的研究方向及研究重点,并对其应用前景和发展趋势进行了展望。     

反应挤出聚氨酯改性PVC材料的研制及性能研究

通过考察聚氨酯化学体系和加工工艺条件，确定了合适的聚氨酯化学体系和合适的加工工艺条件，进而采用反应挤出一步法成功地合成了聚氨酯改性ＰＶＣ共混材料，并对其性能进行了研究。结果表明，合适用量聚氨酯的引入共混改性，不仅能明显改善ＰＶＣ的加工性能，而且还能在保持ＰＶＣ高的拉伸强度和高的弯曲强度基本的情况下，显著提高材料的抗冲强度，制得ＰＶＣ／ＰＵ共混硬制品。     

含能活性材料防护结构超高速撞击特性数值模拟研究

含能活性材料超高速撞击数值模拟研究对于新型空间碎片防护机理探索研究具有重要意义。采用AUTODYN动力学仿真程序,基于改进的Lee-Tarver点火增长模型,在验证计算模型有效性的基础上,开展球形弹丸超高速撞击含能活性材料防护结构数值模拟研究,对弹丸临界破碎速度、碎片云形貌特征及后墙损伤等进行分析。给出了铝合金弹丸超高速撞击PTFE/Al含能活性材料防护屏的临界破碎速度公式,得到弹丸直径、撞击速度和含能活性材料防护屏板厚对碎片云特征参数的影响规律,进一步揭示了含能活性材料防护结构超高速撞击条件下的新型防护机理。     

植物纤维液化制备高分子材料研究进展

植物纤维经过热化学液化,进行适度降解,再与其他物质进一步反应,可以制备聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂等高分子材料。液化大大地改善了植物纤维原料的加工性能。综述了植物纤维液化加工工艺,液化机理及影响高分子材料性能的因素。