外电场对共晶含能材料CL-20/TNT感度的影响

为了研究外电场对六硝基六氮杂异伍兹烷/2,4,6-三硝基甲苯(CL-20/TNT)共晶含能材料感度的影响,采用M06-2X-D3、B3LYP-D3BJ和ωB97XD 3种方法在6-311+G(d, p)(基组)水平下分析不同强度的外电场对CL-20/TNT共晶含能材料的静电势(ESP)、引发键键长(R(N—NO_2))、硝基基团电荷(Q(—NO_2))、相互作用能(E_(int))和键解离能(E_(BDE))的影响。结果表明:随着N→NO_2方向电场(正电场)强度增强,引发键键长变短,局域正静电势极值减小,然而硝基基团负电荷增多,键解离能数值增大,使得CL-20/TNT共晶含能材料的感度降低;随着NO_2→N方向电场(负电场)强度增强,引发键键长变长,局域正静电势极值增大,硝基基团负电荷减少,键解离能数值减小,使得CL-20/TNT共晶含能材料的感度增大。与无外电场相比,E_(int)随着正电场强度的增强而逐渐减小;采用M06-2X-D3和ωB97XD方法计算时,E_(int)随着负电场强度的增强先增大后减小,但采用B3LYP-D3BJ方法计算时,E_(int)随着负电场强度的增强逐渐增大。在同一电场强度下对比3种方法所得数值大小,ωB97XD与另外两种方法所得数值差异明显。因此,通过相互作用能判断电场对共晶材料感度的影响存在一定的局限性。     

CL-20/NQ复合含能微球的制备及其表征

为了降低CL-20感度,采用喷雾结晶工艺将钝感炸药NQ包覆在CL-20表面,制备CL-20/NQ复合含能微球。使用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、X-射线衍射(XRD)、撞击感度仪对其形貌、热稳定性、晶型、撞击感度进行测试分析。结果表明:NQ呈球体团聚,并成功地包覆在CL-20表面,所得CL-20/NQ复合颗粒为球形,粒径约为20μm,包覆后CL-20晶型保持为ε型,与CL-20原料相比,CL-20/NQ复合含能微球的活化能提高了72.62 k J/mol,热稳定性大大提升,撞击感度与CL-20原料、CL-20/NQ简单混合物相比,特性落高分别提升32.65 cm、10.9 cm,机械感度降低。     

CL-20/GO纳米复合含能材料的制备与性能研究

以多层氧化石墨烯为原料,高能炸药六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)为填料,采用超声吸入法制备了CL-20/GO的纳米复合含能材料。利用TEM、DSC-TG、XRD对制备的样品进行了表征;并对制备的样品进行了光点火实验。结果表明:采用实验方法制备出了CL-20/GO纳米复合含能材料,证实了GO片层内部和片层上的负载物质为CL-20晶粒,负载部位在GO的片层内和片层上,呈晶粒状,清晰可见,分布较分散,无团聚,粒子大小主要集中在10~20 nm范围内,个别粒子尺寸较大,约40 nm;CL-20/GO纳米复合含能材料的起始分解温度、分解峰值温度较纯CL-20均有所提前;CL-20/SMWNTs光敏感性强,50 W的激光能量就可以将其点燃。     

CL-20/TNT/DNB三元共晶的分子动力学模拟

为了探索研究CL-20(六硝基六氮杂异伍兹烷)/TNT(2,4,6-三硝基甲苯)/DNB(1,3-二硝基苯)三元共晶形成的可能性,分别构建了CL-20/TNT/DNB三元共晶结构和CL-20/TNT、CL-20/DNB组成的二元共混物结构,以及CL-20、TNT、DNB三元混合结构。采用分子动力学方法模拟计算了三元共晶体系、二元共混体系和三元混合体系的结合能、内聚能密度、径向分布函数和力学性能。对计算结果进行比较和分析可以得到:CL-20/TNT/DNB共晶结构的结合能大于CL-20/TNT/DNB共混结构、CL-20/TNT与CL-20/DNB二元共混结构的结合能;CL-20/TNT/DNB共混结构、CL-20/TNT与CL-20/DNB二元共混结构内聚能密度小一些,即共混体系克服分子间作用力相对容易,体系稳定性较差;而CL-20/TNT/DNB共晶结构的内聚能密度大一些,体系中分子间的相互作用力较强,体系结构稳定性较好,共晶体系中存在作用强度大、长度也小的氢键作用,有利于CL-20/TNT/DNB共晶体系的形成,对体系感度的降低也有一定意义。     

CL-20/NQ共晶材料的分子间作用研究及晶型预测

利用密度泛函理论研究了四种CL-20/NQ的共晶结构(a,b,c,d),并对其分子间相互作用、炸药性质和晶型进行了分析和预测.结果表明,CL-20/NQ共晶是由一系列弱氢键和范德华力共同作用形成的,且四种结构相互作用能大小排序为cbda;其次CL-20/NQ共晶结构的感度相比于CL-20单体都有所降低,且在结构b和c表现较为明显;最后形成Cl-20/NQ共晶的可能晶型为单斜晶系,P21/c空间群,其晶胞参数是a=13.9820?,b=14.0933?,c=9.5160?,α=γ=90.000°,β=93.853°,V=1870.910?3,Z=4.为今后CL-20/NQ共晶研究提供理论指导.     

高能钝感推进剂配方改性的研究进展

分别从含能黏合剂、含能增塑剂、高能填料以及高能填料的物理及化学改性等方面,综述了高能钝感推进剂配方改性的研究进展。高能钝感推进剂的发展趋势表明,如何协调推进剂的高能量与低感度的矛盾是今后的研究重点。具体途径包括以下三点:新型钝感含能组分在推进剂中的应用研究、高能推进剂结构与感度的构效关系研究以及高能量密度材料的降感改性研究。     

基于最大熵原理的炸药能量和感度评价及应用

 为对炸药的能量和感度进行准确把握,以最大熵作为评价标准建立了炸药能量和感度的评价方法。结果显示,不敏感单质炸药性能均衡性优于高能炸药,由此推断出炸药能量和安全性之间存在相互转化关系。将此评价方法应用于混合炸药配方设计可获得能量和感度更加均衡的配方,结果显示,以NQ作为RDX、HMX的钝感剂可使能量和感度的均衡性获得明显改善。最后以RDX/NQ/TNT-25.5/34.5/40配方制备试样进行爆速和枪击感度测试,实验结果显示试样相对国内现有梯黑炸药能量仅略微降低,但安全性能明显改善,证明本配方设计方法的可行性。     

HMX/F2602纳米含能微球的制备及其性能表征

为了降低HMX的感度,采用喷雾干燥工艺制备了HMX/F_(2602)纳米含能颗粒,其比例为:HMX∶F_(2602)=97∶3;并将喷雾干燥法制备的HMX/F_(2602)纳米颗粒与同等条件下制备的HMX/NC、HMX/Estane5703进行对比表征。采用SEM、XPS、XRD、DSC,以及撞击感度仪对原料HMX、HMX/F_(2602)纳米颗粒进行表征。结果表明:制备的HMX/F_(2602)纳米颗粒的热稳定性、撞击感度均优于同等条件下的HMX/NC、HMX/Estane5703颗粒。制备出的HMX/F_(2602)纳米颗粒呈规则的球形,粒径0.5~4μm之间;其晶型保持不变。原料HMX、HMX/F_(2602)纳米颗粒的活化能分别为523.16 kJ/mol,469.89 kJ/mol;热爆炸临界温度分别为279.34℃,279.20℃,特性落高分别为17.6 cm,82.2 cm。     

AP/CMDB推进剂燃速控制与降感研究

测试了加入不同粒度AP、不同品种催化剂的推进剂的燃速和加入不同降感材料的推进剂的机械感度,分析了影响AP/CMDB推进剂燃烧性能和机械感度的主要影响因素。结果表明,AP粒度是影响AP/CMDB推进剂燃速的主要因素,加入纳米催化剂与某含铜化合物复配能进一步提高燃速,燃速压强指数不提高;推进剂中含能材料的比例和材料颗粒形貌对推进剂机械感度有明显影响,采用某低感增塑剂部分代替NG并加入某高导热碳基材料进行协同降感,能明显降低AP/CMDB推进剂的摩擦感度和撞击感度。     

最大熵原理在钝感熔铸炸药配方设计中的应用

针对含HMX或RDX的熔铸炸药降低冲击感度、提高使用安全性的需要,以最大熵为评价准则提出了钝感熔铸炸药的配方设计方法,并以此方法获得了能量和安全性俱佳的钝感熔铸炸药配方.选取NQ/HMX/TNT-36.1/33.9/30.0和NQ/RDX/TNT-34.5/25.5/40.0配方制备熔铸装药试样并进行爆速和枪击感度测试,结果显示两试样分别相对Octol 70/30和Cyclotol 60/40爆速仅降低2%～4%,但枪击感度大幅度降低,说明两试样在能量损失较小的情况下安全性大幅度提高,使能量和安全性俱佳,证明了本配方设计方法的可行性.     

含能增塑剂和NPBA对粘合剂-HMX相互作用影响的分子动力学模拟

为研究含能增塑剂和中性高分子键合剂（NPBA）对粘合剂-HMX（奥克托今）相互作用的影响,运用分子模拟软件Materials Studio进行了分子动力学模拟计算.根据文献中所举的应用实例,搭建了相应的粘合剂-含能增塑剂-NPBA-HMX微观模型,计算了各个组分之间的结合能E和径向分布函数（RDF）.计算得到的结合能表明,含能增塑剂将削弱粘合剂与HMX之间的相互作用,而NPBA可以增强这种相互作用,其效果优于NC.     

固体推进剂多指标配方优化的理论探索

为满足新型固体推进剂对于钝感、高能、低特征信号的综合要求,对其配方进行了理论优化计算.首先根据均匀设计表生成了试验方案,以确保用较少的试验次数完成复杂的配方设计;其次用Matlab编制的软件计算出了各个试验配方的能量参数和燃烧产物组成,并通过撞击感度因子建立了配方组成与推进剂撞击感度的定量关系;最后运用偏最小二乘法对不同配方的能量参数、燃烧产物组成和撞击感度因子进行了综合优化分析,获得了钝感、高能、低特征信号3种指标最优时的推进剂配方组成.计算结果与文献报道的结果相近,说明本文的配方优化设计方法和软件是可信的.      

F2604-2和DOS对HMX机械感度的影响研究

为降低工业级HMX的机械感度,采用氟橡胶(F2604-2)和癸二酸二异辛酯(DOS)作为钝感剂,对工业级HMX进行表面包覆。表面能计算表明F2604-2和DOS等材料能够包覆工业级HMX,通过SEM、XPS和机械感度表征样品的包覆情况。结果表明,氟橡胶和DOS两种包覆材料对HMX机械感度的影响存在较大差异;氟橡胶可使HMX的撞击感度的特性落高由16.8 cm升高至34.1 cm,而摩擦感度由86%降低到44%;DOS可使HMX的撞击感度由16.8 cm升高至95.7 cm,而摩擦感度由86%降低到0,降感效果更好。     

铝酸锶铕系发光材料的制备及其发光机理

20世纪发现和发展起来的铝酸锶铕体系长余辉发光材料是一类重要的新型能源和节能材料.综合评述了铝酸锶铕系发光材料的光学性能,对其制备方法进行了系统描述,同时对其发光机理进行了介绍,并总结了这种发光材料的研究现状.     

硝胺填料HMX的聚合-包覆改性及其应用

研究羟乙基丙烯酸酯－丙烯酸酯－丙烯腈共聚物（ＰＨＭＡ）与异佛尔桐二异氰酸酯（ＩＰＤＩ）的乳液聚合反应对硝胺晶体填料ＨＭＸ的包覆及其对含能复合材料力学性能的影响。     

富镍三元层状过渡金属氧化物正极材料的改性方法研究综述

富镍三元层状过渡金属氧化物正极材料因具有比容量高、价格低廉以及对环境友好等特性而备受关注,但受锂镍混排、相变反应、产气、微裂纹、过渡金属溶出、表面结构等影响,材料本身存在循环容量衰减等问题。针对正极材料循环容量衰减过快、高温性能不佳等问题,总结了近年来国内外关于富镍三元层状过渡金属氧化物正极材料的改性方法,包括表面包覆材料合成、元素掺杂材料制备、核壳结构材料开发、浓度梯度材料设计等优化方法,指出高镍层状过渡金属氧化物正极材料的应用需要从不断完善材料制备方法、改变材料性状、降低材料成本等方面入手,开发高能量密度的锂离子电池,使富镍三元层状过渡金属氧化物正极材料在动力电池领域尽早得到广泛应用。     

低能离子与物质相互作用中电子能损微观机制的研究进展

深入了解离子与物质的相互作用是研究材料抗辐照性能以及应用离子束技术的基础和关键．离子的能量沉积是导致材料辐照损伤的根本原因,所以研究离子碰撞过程中的能损机制显得尤为重要．本文从离子与物质相互作用机制的研究背景和应用价值出发,阐述了有关载能离子在材料中的电子阻止本领的微观机制,总结了基于第一性原理分子动力学研究低速离子在材料中电子阻止本领的相关模型．回顾了国内外关于低能离子与物质相互作用中电子阻止本领及电子能损微观机制的理论和实验研究进展及发展趋势,论述了近几年北京师范大学在有关电子能损微观机制方面所取得的研究成果．阐述了电荷转移、化学键状态以及内层电子激发等因素对电子能损影响的微观机制,研究了在极低速度下电子阻止本领的阈值行为,为离子束技术的应用和材料抗辐照性能的评估提供了理论依据．对未来的研究进行建议展望．      

石墨烯银纳米线透明导电薄膜的制备进展

透明导电薄膜是触摸器件以及液晶显示器等的重要组成部分,制备透明导电薄膜的材料主要有金属氧化物、导电聚合物、碳材料、金属材料和复合材料等。其中,一维银纳米线和二维石墨烯材料制备透明导电薄膜具有光电性能优异、化学性能稳定和柔韧性好等特点,有望应用于柔性电子设备中。介绍了石墨烯银纳米线透明导电薄膜常用的制备方法：旋涂法、真空抽滤法、棒涂法、喷涂法、滴涂法等5种以及各种制备方法的优缺点;总结了石墨烯银纳米线复合薄膜的应用领域;展望了石墨烯银纳米线透明导电薄膜的发展前景。