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含能材料颗粒特性对激光诱导微爆炸冲击波的影响

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含能材料 2023年第3期31卷 295-305页

作者：鲍圆郭伟李明薛鹏伊王翔郝世龙陈思同曹威徐金江李洪珍中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

使用基于微秒时间尺度上毫克级含能材料的激光诱导空气冲击波爆轰性能测试方法——The Laser-induced Air Shock from Energetic Materials(LASEM),结合脉冲激光系统和高速纹影研究了不同粒径以及不同堆积密度对六硝基六氮杂异戊兹烷(CL... 详细信息

使用基于微秒时间尺度上毫克级含能材料的激光诱导空气冲击波爆轰性能测试方法——The Laser-induced Air Shock from Energetic Materials(LASEM),结合脉冲激光系统和高速纹影研究了不同粒径以及不同堆积密度对六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)、奥克托金(HMX)、黑索今(RDX)、1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)和2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM105)这5种含能材料冲击波特征速度的影响。结果表明,粒径小于75μm时,测量结果偏差较大;粒径在75~500μm之间时,测量结果波动性较弱,且与爆压值的排列顺序一致,能够作为参考数据评估实际的爆轰性能。堆积密度小于0.7 g·cm^(-3)时,测量结果波动范围较大;堆积密度在0.7~1.35 g·cm^(-3)之间时,测量结果较为平稳,且与爆压值的排列顺序一致,测量值更具参考价值。

关键词：激光诱导含能材料粒径冲击波特征速度微爆炸

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含能材料“热点”点火研究进展

火炸药学报 2023年第4期46卷 285-298页

作者：白志鑫蒋城露刘福生刘其军西南交通大学物理科学与技术学院四川成都610031 四川农业大学水利水电学院四川雅安625014

概括总结了含能材料的“热点”点火研究进展。首先,从含能材料点火的表观现象出发,分析了影响其“热点”点火的内部因素和外部因素,并且综述了“热点”点火的临界条件;然后,从含能材料点火的内在机制入手,综述了几种目前公认的“热点”... 详细信息

概括总结了含能材料的“热点”点火研究进展。首先,从含能材料点火的表观现象出发,分析了影响其“热点”点火的内部因素和外部因素,并且综述了“热点”点火的临界条件;然后,从含能材料点火的内在机制入手,综述了几种目前公认的“热点”形成微观机制,主要对比分析了基于孔洞塌缩机制建立的几种物理模型的优缺点;最后,提出了关于完善“热点”理论面临的重大挑战,认为建立一个多元的“热点”形成微观机制是未来的一个研究方向。同时,认为建立一个能够准确描述含能材料点火过程的多尺度多场耦合的“热点”反应速率模型是完善“热点”理论的重中之重。附参考文献102篇。

关键词：含能材料炸药热点点火凝聚炸药热点起爆理论

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含能材料通道式制备技术的发展思考

含能材料 2024年第3期32卷 232-234页

作者：范桂娟张祯琦中国工程物理研究院化工材料研究所

通道式制备技术具有高效的混合和传递性能、反应空间小、模块化结构、并行放大,可有效提高反应过程安全性和过程的精准调控,实现连续安全生产等优点,其应用领域正在从精细化工、医药等逐渐拓展至含能材料领域,可有效解决传统间歇反应模... 详细信息

通道式制备技术具有高效的混合和传递性能、反应空间小、模块化结构、并行放大,可有效提高反应过程安全性和过程的精准调控,实现连续安全生产等优点,其应用领域正在从精细化工、医药等逐渐拓展至含能材料领域,可有效解决传统间歇反应模式中所存在的合成过程可控性差、效率低、危险性高、工程放大难等问题。目前,通道式制备技术已实现了多种含能材料的合成、结晶及包覆过程,从而开启了含能材料制备模式的革新时代。

关键词：含能材料通道式模块化结构间歇反应传递性能工程放大可控性反应空间

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含能材料摩擦感度的影响因素及理论预测

火炸药学报 2023年第10期46卷 855-865,I0007页

作者：黎红艳白志鑫刘福生刘其军西南交通大学物理科学与技术学院四川成都610031

综述了不同影响因素,包括内部影响因素(物理和化学性质、分子组成和电子结构、热解参数以及其他)和外部影响因素(添加剂和配比、包覆和共晶)对含能材料摩擦感度影响的研究进展,推测了可能影响含能材料摩擦感度更为重要的因素,比如表面... 详细信息

综述了不同影响因素,包括内部影响因素(物理和化学性质、分子组成和电子结构、热解参数以及其他)和外部影响因素(添加剂和配比、包覆和共晶)对含能材料摩擦感度影响的研究进展,推测了可能影响含能材料摩擦感度更为重要的因素,比如表面能和过剩能量等;总结了目前已有的含能材料摩擦感度的预测模型,对比分析了不同含能材料摩擦感度预测模型的优缺点;提出了关于含能材料摩擦感度的研究方向,即建立具有普遍性的含能材料摩擦感度预测模型。因此,具有普遍性的摩擦感度理论模型结合精确的摩擦感度实验数值,才能更好地促进含能材料摩擦感度研究的发展。附参考文献99篇。

关键词：含能材料摩擦感度共晶表面能预测模型

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含能材料自催化分解特性的快速鉴别方法

兵工学报 2023年第2期44卷 368-379页

作者：平川甘强张蕊都振华冯长根北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 西安航天化学动力有限公司陕西西安710025 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

含能材料的自催化特性是造成含能材料极具危险性的主要原因之一,常用的自催化反应鉴别方法是利用差示扫描量热仪(DSC)、微热量热仪(C80)进行的“等温法”试验,该方法温度选择较为困难,试验周期较长且具有一定的危险性,有必要寻找一种快... 详细信息

含能材料的自催化特性是造成含能材料极具危险性的主要原因之一,常用的自催化反应鉴别方法是利用差示扫描量热仪(DSC)、微热量热仪(C80)进行的“等温法”试验,该方法温度选择较为困难,试验周期较长且具有一定的危险性,有必要寻找一种快捷安全的自催化反应鉴别方法。基于绝热量热试验,结合反应机理函数,提出可快速鉴别含能材料自催化分解特性的方法,并利用该方法测量5种样品(过氧化二叔丁基(DTBP)与甲苯混合溶液、六硝基茋-Ⅳ(HNS-Ⅳ)、双(5-硝基四唑)合钴(Ⅲ)(BNCP)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、羧甲基纤维素叠氮化铅(CMC-LA)的绝热热分解特性。测量和分析结果表明:DTBP与甲苯混合溶液的热分解符合n级反应规律,HNS-Ⅳ、BNCP、CL-20、CMC-LA的热分解符合自催化反应规律,自催化反应强度随热惯性的增加而降低;新方法不需要计算准确的反应动力学参数,在自催化反应进行的初期就能完成自催化特性的鉴别,减少了测量时间的同时大大降低了测量过程的危险性,可快速鉴别物质分解是否有自催化特性,并可准确表征反应的自催化特性强度。

关键词：含能材料自催化快速鉴别反应机理函数反应强度绝热量热法

含能材料反应过程逸出气体的质谱检测及定量分析

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火炸药学报 2023年第2期46卷 148-156,I0008页

作者：黄倩倪呈伦高红旭肖立柏魏凯赵凤起夏红德中国科学院工程热物理研究所北京100190 西安近代化学研究所陕西西安710065 山东恒涛节能环保有限公司山东潍坊261500

针对含能材料反应过程多组分气体的同时快速释放特点,利用质谱的连续实时、全组分扫描的检测方式,详细阐述了其采样传输、图谱解析、定量分析等方面存在的技术难题,分析不同质谱采样接口的可靠性与失真机理、反应过程与质谱电离同步耦... 详细信息

针对含能材料反应过程多组分气体的同时快速释放特点,利用质谱的连续实时、全组分扫描的检测方式,详细阐述了其采样传输、图谱解析、定量分析等方面存在的技术难题,分析不同质谱采样接口的可靠性与失真机理、反应过程与质谱电离同步耦合作用下的图谱重叠、多组分气体质谱定量等难点。选取3类代表性反应过程具体阐述了锅炉结渣物的逸出气体冷凝结晶二次反应、CaS气化反应过程质谱信号非线性解析及典型含能材料Fx逸出气体质谱定量解析。结果表明,利用质谱定量分析方法———等效特征图谱法(Equivalent characteristic spectrum analysis)ECSA?,实现了对采样失真的判断与多组分气体质量变化率的精准解析,通过解析后的多组分质量变化连续动态信息,基于物料、组分、元素质量平衡,实现对多重反应过程的精准辨识。

关键词：分析化学含能材料逸出气体分析质谱定量等效特征图谱法

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含能材料增材制造技术的研究现状与展望

火炸药学报 2022年第2期45卷 133-153,I0001页

作者：肖磊郝嘎子郭锐柯香张光普胡玉冰周昊王苏炜姜炜南京理工大学化学与化工学院&国家特种超细粉体工程技术研究中心江苏南京210094 南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 安徽科技学院安徽蚌埠233100

针对当前含能材料无法满足高新武器装备对多模、异型、梯度渐变装药的迫切需求等问题,含能材料增材制造技术应运而生。首先介绍了增材制造技术的概念、基本原理和技术特点;基于国内外相关研究工作,分别阐述了增材制造技术在火工品、发... 详细信息

针对当前含能材料无法满足高新武器装备对多模、异型、梯度渐变装药的迫切需求等问题,含能材料增材制造技术应运而生。首先介绍了增材制造技术的概念、基本原理和技术特点;基于国内外相关研究工作,分别阐述了增材制造技术在火工品、发射药、固体推进剂、混合炸药和铝热剂方向上的应用进展情况;进一步分析了当前该技术研究所面临的基础问题,如适配性配方设计、成型装置及软件开发、安全/质量在线监测等;最后对其未来发展进行了展望,指出要以梯度结构-功能一体化设计思路为原点,发展智能化、跨尺度、极端条件下含能材料4D打印新机理,为威力可调、动力随控型武器装备的发展提供技术支撑。附参考文献135篇。

关键词：应用化学含能材料增材制造装药技术研究现状未来展望

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含能材料与3D打印融合发展的思考

含能材料 2022年第9期30卷 874-876页

作者：聂福德王军中国工程物理研究院化工材料研究所

含能材料作为武器系统推进和毁伤的能源,其制造技术对提升含能材料的综合性能有重要支撑作用。多年来含能材料的设计和制造基于“减材制造”模式不断发展,经历百年的研究,进一步提升含能材料的综合性面临着巨大挑战。基于“增材制造”... 详细信息

含能材料作为武器系统推进和毁伤的能源,其制造技术对提升含能材料的综合性能有重要支撑作用。多年来含能材料的设计和制造基于“减材制造”模式不断发展,经历百年的研究,进一步提升含能材料的综合性面临着巨大挑战。基于“增材制造”模式的3D打印技术与含能材料的融合发展为结构功能的设计与制造提供新的途径,赋予含能材料新的发展方向和技术途径(图1)。

关键词：含能材料增材制造减材制造设计与制造武器系统支撑作用发展的思考综合性

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含能材料桌面式在线分析检测系统的研究

爆破器材 2024年第1期53卷 1-8页

作者：钱江周星屹周楠石锦宇费翼鹏朱朋沈瑞琪南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 微纳含能器件工业和信息化部重点实验室江苏南京210094 北京航天长征飞行器研究所北京100076

为了能对含能材料结晶过程中重要参数实现原位在线检测,设计并构建了能够实现多种检测功能的微流控结晶过程在线检测系统(MCPMS)。该系统集成了在线光谱仪、激光器、工业电感耦合元件图像传感器相机与激光粒度仪等多种在线检测装置,可... 详细信息

为了能对含能材料结晶过程中重要参数实现原位在线检测,设计并构建了能够实现多种检测功能的微流控结晶过程在线检测系统(MCPMS)。该系统集成了在线光谱仪、激光器、工业电感耦合元件图像传感器相机与激光粒度仪等多种在线检测装置,可对微反应器的混合效果、炸药结晶关键过程参数(晶体溶解度、介稳区宽度等)以及含能材料晶体形貌等多个重要因素与性能进行分析检测。利用该系统分析了混沌对流微混合器的混合过程,表征了共轴聚焦流微混合器的混合强度。以六硝基茋(HNS)炸药为例,基于涡流微混合器测定了HNS的结晶热力学与动力学参数;基于测定的粒径分布数据研究了HNS基高聚物黏结炸药的晶体生长动力学;基于微筛孔混合器分析了延期药常用氧化剂铬酸钡的晶体厚度与光学性质间的联系。该系统具备良好的功能性与实用性。

关键词：微流控含能材料过程分析在线检测