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微流控技术在含能材料制备中的应用及其发展趋势

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火炸药学报 2022年第4期45卷 439-451页

作者：于瑾徐司雨姜菡雨赵凤起西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室陕西西安710065

基于目前国内外对微流控技术相关研究,从设备和材料性能调控的角度综述了微流控技术在含能化合物合成、单质含能材料改性、复合含能材料制备中的研究进展;并基于发展需求指出今后应重点攻克微通道堵塞问题,拓展含固体系应用;结合流场模... 详细信息

基于目前国内外对微流控技术相关研究,从设备和材料性能调控的角度综述了微流控技术在含能化合物合成、单质含能材料改性、复合含能材料制备中的研究进展;并基于发展需求指出今后应重点攻克微通道堵塞问题,拓展含固体系应用;结合流场模拟仿真,精准选择工艺参数;进一步联合在线检测技术,建立自动化反馈调节系统实现含能材料智能化制备;发挥高通量优势,推进微流控技术在含能材料工业化生产中的应用。附参考文献102篇。

关键词：应用化学微流控含能材料包覆改性

分子添加剂和材料表面改性调控病理矿化的研究进展

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化学工业与工程 2023年第1期40卷 25-40页

作者：李中华孟英爽周诚常佩姜菡雨姜晓滨大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室辽宁大连116024 西安近代化学研究所西安710065

当生物体内环境偏离正常范围,或调控矿化过程的大分子无法发挥功能时,过饱和的矿物质在组织表面成核并生长,或从体液中析出并附着组织表面,引发炎症、生理组织功能损坏和血管、尿管等堵塞。医疗长期植入物如何获得生物组织甚至超越生物... 详细信息

当生物体内环境偏离正常范围,或调控矿化过程的大分子无法发挥功能时,过饱和的矿物质在组织表面成核并生长,或从体液中析出并附着组织表面,引发炎症、生理组织功能损坏和血管、尿管等堵塞。医疗长期植入物如何获得生物组织甚至超越生物组织的抗污染、抗结垢能力需要被重视。以上问题的解决亟需结晶热力学和界面晶体工程的研究,具有化学工程、材料科学和医学学科交叉的特点。本论文从改变体液环境和植入材料表面改性调控结晶的思路出发,介绍了病理性矿化机制,综述了病理矿化诱发的几种重要结石疾病的结晶调控方法,重点阐述了能够抑制病理矿化的小分子、大分子、纳米颗粒和聚合物表面抑制结晶机制以及设计开发策略。最后,总结了抑制病理矿化领域的主要问题,对抑制剂分子开发和生物防垢表面设计的发展提出展望。

关键词：结晶调控病理矿化材料界面纳米颗粒分子添加剂

微流控法制备超细HMX/FOX-7复合物及其性能测试

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火炸药学报 2022年第6期45卷 821-826页

作者：姜菡雨王煊军于瑾石锦宇慕晓刚徐司雨赵凤起火箭军工程大学陕西西安710025 西安近代化学研究所陕西西安710065 南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094

为了降低HMX感度,提高使用安全性,选用低感度含能材料FOX-7为包覆剂,利用微流控技术制备得到超细HMX/FOX-7复合物。采用红外、XRD分析表征了其结构,采用SEM分析了复合物的微观形貌,并对其进行热性能、感度性能及点火燃烧性能测试研究。... 详细信息

为了降低HMX感度,提高使用安全性,选用低感度含能材料FOX-7为包覆剂,利用微流控技术制备得到超细HMX/FOX-7复合物。采用红外、XRD分析表征了其结构,采用SEM分析了复合物的微观形貌,并对其进行热性能、感度性能及点火燃烧性能测试研究。结果表明,基于微流控技术制备的超细HMX/FOX-7复合物粒径范围0.92~2.91μm,平均粒径1.37μm,球形度较好,粒径分布窄;相比于传统宏观尺度搅拌法,微尺度制备条件使得HMX降感效果增强,获得的复合物具有更高的热稳定性和更优良的感度性能,热分解温度较传统法推迟11.8℃,撞击感度和摩擦感度分别由56%和52%降至32%和28%;HMX/FOX-7复合物的点火延迟时间随着激光功率密度的增加呈现递减的趋势,在相同功率密度条件下随着FOX-7含量的增加,复合物最小点火能量增大,点火延迟时间增加;与原料HMX相比,复合物的点火燃烧火焰更为明亮,火焰传播速率更快。

关键词：物理化学微流控 HMX/FOX-7复合物包覆改性形貌感度

高活性铝粉助剂法燃烧热测量不确定度的蒙特卡罗法评定

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火炸药学报 2023年第7期46卷 656-662,I0008页

作者：姜菡雨姚二岗王煊军郝楠何建徐司雨赵凤起火箭军工程大学智剑实验室陕西西安710025 西安近代化学研究所陕西西安710065 陆军装备部航空军事代表局驻株洲地区航空军事代表室湖南株洲412000

针对高活性铝粉燃烧不完全问题,采用助剂法对高活性铝粉进行燃烧热值有效准确测量,并运用蒙特卡罗法(MCM)对影响燃烧热值测量不确定度的来源进行分析,通过最大信息熵原理确定相关输入量的分布函数,依据测量模型进行不确定度的传递及输出... 详细信息

针对高活性铝粉燃烧不完全问题,采用助剂法对高活性铝粉进行燃烧热值有效准确测量,并运用蒙特卡罗法(MCM)对影响燃烧热值测量不确定度的来源进行分析,通过最大信息熵原理确定相关输入量的分布函数,依据测量模型进行不确定度的传递及输出,讨论了模拟次数M对计算结果的影响。结果表明,该方法高活性铝粉燃烧充分,燃烧效率高,测试效果好。当M=100000时,助剂法测试燃烧热的测量结果表示为(28016±570)J/g,相对不确定度为1.0%;随着模拟次数M的增加,计算结果的平均值与标准偏差越接近理论计算值;较之GUM法,MCM法可避免对测量模型求导,计算过程简洁易行,更适应于含能材料非线性复杂测量模型的不确定度评价。

关键词：物理化学高活性铝燃烧热测量不确定度蒙特卡罗法 MCM

四种混合不同碳材料的FOX-7粉末激光点火:点火延迟实验与简化计算

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火炸药学报 2023年第2期46卷 163-171,I0009页

作者：李恒赵凤起徐司雨姜菡雨裴庆王长健张蕊张洋马晓迅郝海霞西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室陕西西安710065 陕西应用物理化学研究所应用物理化学重点实验室陕西西安710061 西北大学化工学院陕西西安710069

针对1,1-二胺-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)因点火相对困难而限制其广泛应用的问题,利用CO_(2)激光器在一定的功率密度范围对4种混合不同碳材料的FOX-7粉末开展了点火实验,研究点火延迟时间的变化趋势。采用两种简化模型对点火延迟时间进行计... 详细信息

针对1,1-二胺-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)因点火相对困难而限制其广泛应用的问题,利用CO_(2)激光器在一定的功率密度范围对4种混合不同碳材料的FOX-7粉末开展了点火实验,研究点火延迟时间的变化趋势。采用两种简化模型对点火延迟时间进行计算与分析,以探究点火机理和指导FOX-7的点火性能提升。结果表明,几种碳材料的添加会导致FOX-7粉末点火延迟时间发生不同程度的缩短。石墨烯和氧化石墨烯在缩短点火延迟方面表现出相对较强的促进作用,石墨的效果较为轻微。计算结果显示,模型1比模型2更适合预测FOX-7粉末的点火延迟时间。机理分析表明,石墨烯的添加能够有效提升FOX-7粉末对辐照能量的吸收且减小能量损失。研究表明FOX-7粉末样品的主要点火诱导过程受到激光辐照下传热性质的强烈影响。

关键词：物理化学 FOX-7 碳材料激光点火点火延迟简化计算

纳米铝粉的固相化学还原法制备、表征及对ADN热分解性能的影响

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稀有金属材料与工程 2015年第6期44卷 1474-1478页

作者：李鑫赵凤起罗阳高红旭姚二岗姜菡雨西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室陕西西安710065

以山梨糖醇酐三油酸酯(Span-85)作为过程控制剂,通过氢化铝锂还原无水氯化铝,采用高能机械球磨法制备了纳米铝粉(n-Al)。利用扫描电镜(SEM)、高分辨率透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪及X射线光电子能谱(X... 详细信息

以山梨糖醇酐三油酸酯(Span-85)作为过程控制剂,通过氢化铝锂还原无水氯化铝,采用高能机械球磨法制备了纳米铝粉(n-Al)。利用扫描电镜(SEM)、高分辨率透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪及X射线光电子能谱(XPS)仪对其形貌和结构进行了表征。用差示扫描量热仪(DSC)对ADN(二硝酰胺铵)、n-Al/ADN的热分解反应特性进行了研究。结果表明:纳米铝粉属立方晶系,表面包覆有无定型Al2O3氧化物及部分表面活性剂Span-85,同时制备的纳米铝粉试样中含少量Al Cl3·6H2O杂质;此方法制备的n-Al粒子对ADN液化温度几乎没有影响,但放热分解温度明显增大,且ADN分解由多重峰变为单一的尖峰。

关键词：无机化学机械球磨法纳米铝粉 AND 热分解

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高活性纳米金属粉的静电火花刺激响应

固体火箭技术 2020年第1期43卷 101-106页

作者：姜菡雨姚二岗裴庆徐司雨李恒李猛西安近代化学研究所

高活性纳米金属粉具有热值高、密度大、点火和燃烧性能良好的优点,对提高固体推进剂的能量性能及燃烧性能具有非常重要的作用。采用SEM、EDS、XRD等手段对高活性金属粉进行了结构表征,采用静电火花感度评价方法研究了不同粒径Al和Zr对... 详细信息

高活性纳米金属粉具有热值高、密度大、点火和燃烧性能良好的优点,对提高固体推进剂的能量性能及燃烧性能具有非常重要的作用。采用SEM、EDS、XRD等手段对高活性金属粉进行了结构表征,采用静电火花感度评价方法研究了不同粒径Al和Zr对静电火花刺激响应特性,分析了不同金属形貌对静电火花刺激的响应特性,探讨了粒度对金属粉的静电火花感度的影响。结果表明,较之Al粉,Zr对静电刺激更为敏感,50%发火能仅为5.13 mJ;球形颗粒的金属粉较不规则形貌颗粒具有较低的发火能量,而随着纳米金属粒径的增大,其对静电火花刺激敏感程度呈下降趋势。研究成果为促进Al和Zr粉在固体推进剂中的安全使用提供了技术参考。

关键词：高活性金属粉静电火花发火能粒径

新型蓝光材料9,9'-联蒽衍生物的合成及其光电性能

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发光学报 2011年第9期32卷 890-895页

作者：安永徐茂梁王子俊安忠维弥阳丽田杰姜菡雨西安近代化学研究所陕西西安710065

通过引入不同的取代基,采用Suzuki偶联反应,合成了一系列9,9'-联蒽衍生物新型蓝光材料,并研究了它们的紫外-可见吸收、荧光发射、荧光量子效率和电化学等性能。研究结果表明,这些化合物在二氯甲烷中均发射蓝色荧光,与9,9'-联蒽相比,其... 详细信息

通过引入不同的取代基,采用Suzuki偶联反应,合成了一系列9,9'-联蒽衍生物新型蓝光材料,并研究了它们的紫外-可见吸收、荧光发射、荧光量子效率和电化学等性能。研究结果表明,这些化合物在二氯甲烷中均发射蓝色荧光,与9,9'-联蒽相比,其荧光发射峰均红移了7 nm,达到453 nm,是典型的蓝色荧光,同时也具有较高的荧光量子效率。

关键词：蓝光材料 9,9'-联蒽合成 OLED

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三叠氮新戊醇乙酸酯的合成、表征与性能研究

火炸药学报 2019年第1期42卷 32-36,I0002页

作者：刘亚静汪营磊刘卫孝陈斌陆婷婷姜菡雨西安近代化学研究所陕西西安710065

以三溴新戊醇为原料,经酯化、叠氮化两步反应合成了三叠氮新戊醇乙酸酯(TAP-Ac),总收率78.1%;用红外光谱、核磁共振、元素分析等手段对目标化合物和中间产物结构进行了表征;用差示扫描量热法(DSC)研究了TAP-Ac的热行为,测试了其密度和... 详细信息

以三溴新戊醇为原料,经酯化、叠氮化两步反应合成了三叠氮新戊醇乙酸酯(TAP-Ac),总收率78.1%;用红外光谱、核磁共振、元素分析等手段对目标化合物和中间产物结构进行了表征;用差示扫描量热法(DSC)研究了TAP-Ac的热行为,测试了其密度和机械感度;优化了酯化和叠氮化反应条件对收率的影响。结果表明,酯化反应较佳反应条件为:缚酸剂三乙胺与三溴新戊醇摩尔比为1.1∶1.0,乙酸酐与三溴新戊醇的摩尔比为1.5∶1.0,反应时间10h;叠氮化较佳反应条件为:三溴新戊醇乙酸酯与NaN_3的摩尔比为1.00∶3.45,反应温度87～90℃,反应时间12h; TAP-Ac的玻璃化转变温度为-73.86℃,热分解温度251.9℃,表明TAP-Ac具有良好的热稳定性;TAP-Ac的密度为1.25g/cm^3,撞击感度H_(50)为29.9cm,摩擦感度为8%,表明TAP-Ac是一种钝感、热稳定性良好的新型叠氮增塑剂。

关键词：有机化学含能增塑剂叠氮增塑剂三叠氮新戊醇乙酸酯 TAP-Ac