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高原环境爆炸冲击波传播规律及计算模型研究

火工品 2024年

作者：赵伟成翟红波李尚青毛伯永西安近代化学研究所

为研究高原地区的低温低压环境对冲击波传播特性的影响，在海拔1 500,3 000,4 500 m环境下开展了TNT爆炸试验，并使用有限元软件对高原环境TNT的爆炸冲击波进行数值仿真计算，分析了不同海拔对冲击波传播特性的影响规律。对比了Sadovsky... 详细信息

为研究高原地区的低温低压环境对冲击波传播特性的影响，在海拔1 500,3 000,4 500 m环境下开展了TNT爆炸试验，并使用有限元软件对高原环境TNT的爆炸冲击波进行数值仿真计算，分析了不同海拔对冲击波传播特性的影响规律。对比了Sadovskyi,Kinney-Graham和Sachs修正公式的超压峰值和比冲量计算结果与试验结果，并采用Sachs修正中的温度修正项对Sadovskyi高原超压峰值公式进行了修正。研究结果表明：随着海拔的升高，冲击波的波阵面速度加快，到达时间提前，每升高1 km，冲击波超压峰值下降约2%～4%，比冲量下降约4%；对超压峰值进行修正时，3种修正公式均具有一定的准确性；对比冲量进行修正时，Kinney-Graham修正的比冲量值随比例距离增加呈线性降低，与试验结果吻合较差，庞春桥与Sachs的修正结果随比例距离增加呈指数降低；基于温度项修正的Sadovskyi高原冲击波超压峰值经验公式的平均误差减小了3.1%。该研究结果对于高海拔地区的弹药毁伤效能评估有参考意义。

关键词：爆炸试验高原环境冲击波传播特性计算模型

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Al/PTFE复合材料的研究进展

化工新型材料 2024年

作者：张为鹏郭惠丽付改侠刘刚伟任新联胡宏伟西安近代化学研究所

系统综述了铝/聚四氟乙烯（Al/PTFE）复合材料的研究进展。就复合材料的动态力学性能而言，应变率越大，强度越高；复合材料中Al含量增加，弹性模量和屈服强度随之增加；温度升高，复合材料韧性增加，但动态压缩强度降低；铁粉、镍粉、... 详细信息

系统综述了铝/聚四氟乙烯（Al/PTFE）复合材料的研究进展。就复合材料的动态力学性能而言，应变率越大，强度越高；复合材料中Al含量增加，弹性模量和屈服强度随之增加；温度升高，复合材料韧性增加，但动态压缩强度降低；铁粉、镍粉、钨粉、氧化铜、氢化钛、氢化锆等可以提高Al/PTFE复合材料的抗压强度。就复合材料的热性能而言，Al/n-PTFE的放热量远高于其他铝热剂，且纳米级铝粉与PTFE的反应性优于微米级铝粉。就复合材料的点火和燃烧性能而言，复合材料中PTFE的质量含量约35%时，燃烧压力最高，燃烧时间最短，中心火焰温度也最高；限域空心结构的复合材料样品燃烧优于实心、空心、核壳结构的样品；氢化钛、高氯酸铵、碳纳米管具有一定的助燃作用。就复合材料的冲击反应性能而言，加载应变率越高，材料反应延迟时间越小，反应越剧烈，且纳米级铝粉反应性和反应程度优于微米级铝粉；添加氧化物（三氧化铋、氧化铜、三氧化钼和三氧化铁）可以调节材料的能量释放特性。就复合材料的反应完全性而言，其作为弹丸发射速率越高，反应越完全；铝粉含量对反应完全性有非常显著的影响；氧化铜可以提高反应的完全性。就复合材料的应用场景而言，其对靶板的毁伤效果、纵火能力、提高推进剂力学性能和燃烧效率、作为防护材料的防护效果，比传统材料都有显著提高。此研究结果预计会对火炸药行业和战斗部行业从业者有重要的参考价值。

关键词：铝/聚四氟乙烯复合材料力学性能热性能点火和燃烧性能冲击反应性反应完全性应用

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铁酸镍包覆改善高压镍锰酸锂材料的循环性能

合成化学 2024年

作者：谢浩宇王昊郭志豪苏子豪彭工厂王国冬中国科学院大学中国科学院成都有机化学研究所

尖晶石型镍锰酸锂因具备工作电压高、能量密度高等优势被认为是下一代锂离子电池高压正极材料。但高电压下的过渡金属溶解、电解质分解等副反应会导致其循环性能较差。本研究以六水硝酸镍、九水硝酸铁与镍锰酸锂为原料合成了铁酸镍包覆... 详细信息

尖晶石型镍锰酸锂因具备工作电压高、能量密度高等优势被认为是下一代锂离子电池高压正极材料。但高电压下的过渡金属溶解、电解质分解等副反应会导致其循环性能较差。本研究以六水硝酸镍、九水硝酸铁与镍锰酸锂为原料合成了铁酸镍包覆的镍锰酸锂材料LNMO@NFO，并通过XRD、 SEM、 EDS、 XPS与恒流充放电测试技术对其结构进行表征。结果表明：LNMO@NFO的形貌结构与原始材料相同，但其表面具备更少的Mn3+与更多的氧空位。LNMO@NFO-2在5 C、 10 C下的放电比容量分别为105.52 mAh·g-1、 69.02 mAh·g-1，在2 C下循环300圈后仍然具有98.77%的容量保持率。与同类报道相比，本研究使用的铁酸镍包覆策略能够有效改善镍锰酸锂的循环性能。

关键词：锂离子电池正极材料尖晶石型镍锰酸锂表面包覆铁酸镍循环性能

表面化学镀铜的新型高导电单壁碳纳米管薄膜的制备

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合成化学 2024年

作者：王宇舒颖孟丹丹汪镭中国科学院大学中国科学院成都有机化学研究所

在Cu基复合材料中，CNT常被用作强而硬的增强体，而Cu-CNT复合材料由于具有较高的电流密度，在微电子领域显示出一些重要的应用。本文采用真空过滤法和化学镀铜法首次制备了高导电的铜-单壁碳纳米管(Cu-SWCNT)复合薄膜。其中化学镀铜法... 详细信息

在Cu基复合材料中，CNT常被用作强而硬的增强体，而Cu-CNT复合材料由于具有较高的电流密度，在微电子领域显示出一些重要的应用。本文采用真空过滤法和化学镀铜法首次制备了高导电的铜-单壁碳纳米管(Cu-SWCNT)复合薄膜。其中化学镀铜法是先对SWCNT薄膜进行敏化和活化处理，再以甲醛为还原剂对其表面进行化学镀铜。为了使铜层在SWCNT薄膜表面均匀生长，研究了活化过程在化学镀铜中的作用，并通过改变敏化和活化时间得到了化学镀铜的最佳条件。结合XRD、 SEM、 XPS和Raman光谱对薄膜进行了表征，确定了最佳敏化及活化时间，并利用四探针电阻测试仪测量薄膜的方块电阻并计算得到电导率。结果表明：导电薄膜的最佳敏化和活化处理时间为10 min，此时的电导率为6.59×105S/m，相比于原始SWCNT薄膜的电导率(1.78×105S/m)提高了3.7倍。

关键词：单壁碳纳米管薄膜 Cu-SWCNT复合薄膜化学镀铜新型导电薄膜真空过滤

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电化学脱卤氘化研究进展（英文）

电化学(中英文) 2024年第5期 4-13页

作者：李鹏飞寇广生亓丽萍仇友爱南开大学化学院元素有机化学国家重点实验室

近年来,含有氘原子的化合物在包括材料和生物医药在内的各个领域中的重要性日益增加,被广泛应用于化学和生物学的机制研究中,将氘原子引入有机化合物已经成为药物分子发展的重要方向之一。同时,在非生物活性物质的活体内氚标记的化合物... 详细信息

近年来,含有氘原子的化合物在包括材料和生物医药在内的各个领域中的重要性日益增加,被广泛应用于化学和生物学的机制研究中,将氘原子引入有机化合物已经成为药物分子发展的重要方向之一。同时,在非生物活性物质的活体内氚标记的化合物也发挥了重要作用。自美国食品药品监督管理局(FDA)批准的第一种用于临床治疗的氘化药物问世以来,氘标记的化合物就迅速成为人们关注的焦点,各种有机化合物的氘化方法被广泛开发。其中,卤化物的还原氘化具有高选择性的优势,但是大部分反应策略受到氘源和催化模式的限制。有机电合成作为一种相对绿色的催化模式以及其对氧化还原反应的广泛适应性,电化学卤化物的还原氘化成为替代传统卤-氘原子交换的重要方法之一,它避免了传统方法中过渡金属催化剂、金属试剂及昂贵氘代试剂的使用。近年来卤化物的电化学脱卤氘化得到很快的的发展,电化学脱卤氘化通常仅需要重水作为最廉价易得的氘源就能高效得到高氘代掺入率的产物,这为氘代化合物的合成与发展提供了重要的支撑。本文根据卤化物的类型,综述了电化学条件下芳基卤化物和烷基卤化物还原氘化的最新进展以及其反应机制,有望为未来更为广泛的氘代方法研究以及氘代化合物的研究提供一定的基础.

关键词：电化学氘化卤化物氘水脱卤反应

二态量子系统准确布居动力学的一类新型相空间表示及其与三角窗函数的关系

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 230-254,I0102页

作者：程祥松贺鑫刘剑北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家研究中心理论与计算化学研究所北京100871

二态系统是最简单的且无经典对应的量子系统,对二态系统的同构表示的认识和研究能启发研究人员对其动力学与统计行为的更深刻理解.本文使用在[***.145,204105(2016);***.151,024105(2019);***.12,2496(2021)]等文章中发展的约束相空间... 详细信息

二态系统是最简单的且无经典对应的量子系统,对二态系统的同构表示的认识和研究能启发研究人员对其动力学与统计行为的更深刻理解.本文使用在[***.145,204105(2016);***.151,024105(2019);***.12,2496(2021)]等文章中发展的约束相空间严格理论、非协变相空间函数、含时权重函数与含时归一化因子来构建一类新型量子相空间表示.这类同构表示可以导出二态量子系统布居动力学的准确结果.约束相空间上的轨迹运动方程同构于含时薛定谔方程.每条相空间轨迹对于布居动力学所对应积分表达式的贡献严格半正定。进一步证明了在[***.145,144108(2016)]这篇文章中根据经验提出的三角窗函数方法在本质上可以对应于本文的这类新型相空间表示的一个特殊情况,因此同样是二态量子系统准确布居动力学的同构表示.

关键词：相空间表示约束相空间有限态量子系统二态系统布居动力学

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异氰酸酯硬段对聚脲弹性体性能的影响

塑料工业 2024年第4期52卷 180-188页

作者：杨周李赓白威王吉星于小荣杨欢苏高申长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023 中国科学院成都有机化学研究所四川成都610042 长江大学石油工程学院湖北武汉430100

异氰酸酯的分子结构对聚脲弹性体的理化性能影响巨大,为探究异氰酸酯分子结构的变化对聚脲弹性体自修复效率和力学强度的影响规律,选择了4种不同分子结构的异氰酸酯:异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4,4′-二异氰酸酯二环己基甲烷(HMDI)、4,4... 详细信息

异氰酸酯的分子结构对聚脲弹性体的理化性能影响巨大,为探究异氰酸酯分子结构的变化对聚脲弹性体自修复效率和力学强度的影响规律,选择了4种不同分子结构的异氰酸酯:异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4,4′-二异氰酸酯二环己基甲烷(HMDI)、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI),通过和聚醚胺反应得到了具有不同硬段结构的弹性体:SPU-IP、SPU-HM、SPU-M和SPU-H。通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、动态热机械分析(DMA)和黏度等测试研究了异氰酸酯的分子结构对聚脲弹性体性能的影响机理。结果表明,具有刚性芳香和结晶硬片段的SPU-M和SPU-H,具有紧密的硬段结构域,材料力学强度更高,SPU-IP中不对称的脂环结构提供了足够的链迁移率,材料自修复性能更好。而SPU-M和SPU-IP自修复效率相当,由于SPU-M中苯环位阻较大,导致氢键化羰基大多以无序形式存在,增强了材料的自修复效率。

关键词：聚脲异氰酸酯氢键自修复力学强度

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头部刻槽弹体高速侵彻混凝土实验研究

兵器装备工程学报 2024年第4期45卷 154-158页

作者：张博张丁山全嘉林赵永刚西安近代化学研究所西安710065

针对高速侵彻弹体提出了一种全新的花瓣形头部刻槽结构,利用火炮次口径发射实验技术,开展了头部刻槽结构弹体与传统尖卵形头部结构的弹体高速侵彻C80钢混靶侵彻能力的实验研究。结果表明:2种结构弹体以1000 m/s速度正侵彻3 m的C80钢混靶... 详细信息

针对高速侵彻弹体提出了一种全新的花瓣形头部刻槽结构,利用火炮次口径发射实验技术,开展了头部刻槽结构弹体与传统尖卵形头部结构的弹体高速侵彻C80钢混靶侵彻能力的实验研究。结果表明:2种结构弹体以1000 m/s速度正侵彻3 m的C80钢混靶时,花瓣形头部刻槽弹体相比于尖卵形头部弹体具有更高的截面比动能,因此头部刻槽弹体侵彻余速提升4.49%~11.67%;弹体头部刻槽降低了混凝土碎块对弹体头部的摩擦作用力,导致头部刻槽结构弹体质量损失率为2.61%~2.00%,小于尖卵形头部结构弹体的质量损失率3.19%~3.79%。

关键词：高速侵彻头部刻槽弹体尖卵形弹体弹体侵蚀 C80钢混靶

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我国聚变堆氚增殖循环技术最新研究进展与展望

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原子能科学技术 2024年

作者：彭述明赵林杰肖成建中国工程物理研究院核物理与化学研究所

氚增殖循环（也称外循环）是实现聚变堆氚燃料自持的关键。氚增殖循环由增殖剂产氚、提氚、氢同位素分离、氚分析检测等多个单元组成，各单元之间相互关联，缺一不可。依托国家重点研发计划“CFETR增殖包层氚提取与测量工程技术”项目... 详细信息

氚增殖循环（也称外循环）是实现聚变堆氚燃料自持的关键。氚增殖循环由增殖剂产氚、提氚、氢同位素分离、氚分析检测等多个单元组成，各单元之间相互关联，缺一不可。依托国家重点研发计划“CFETR增殖包层氚提取与测量工程技术”项目，近期在多个氚增殖技术研究中取得了新进展。主要包括：在中国绵阳堆上在线演示了增殖包层百居里级在线产氚与提氚；开展了1∶1规模的增殖包层氚提取与氢同位素分离氢氘模拟实验，动态提取效率达99.1%，停堆提取效率达99.95%，氢同位素分离浓缩倍数达104倍，回收效率达99.26%；开展了基于水精馏的含氚水处理中试试验，贫化大于2 000倍，浓缩大于20倍。基于此，对未来聚变堆的氚工厂设计和建设进行了展望。

关键词：氚增殖循环氚燃料自持氚增殖技术氚工厂