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乳液自组装法制备Al/B/PTFE含能微球及其性能表征

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火炸药学报 2024年第5期47卷 453-460,I0005页

作者：师鹏翔王建陈杰张行泉邓勇军王军中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621000 西南科技大学分析测试中心四川绵阳621010 工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室四川绵阳621010

为了探究高活性金属含能微球的制备工艺以及燃烧性能,以Viton为黏结剂,聚四氟乙烯(PTFE)、硼粉(B)和铝粉(Al)为高能组分,采用乳液自组装技术制备了Al/B/PTFE含能微球,并对溶剂的挥发温度、乳化剂的种类、水相和油相的体积比和搅拌速度... 详细信息

为了探究高活性金属含能微球的制备工艺以及燃烧性能,以Viton为黏结剂,聚四氟乙烯(PTFE)、硼粉(B)和铝粉(Al)为高能组分,采用乳液自组装技术制备了Al/B/PTFE含能微球,并对溶剂的挥发温度、乳化剂的种类、水相和油相的体积比和搅拌速度等工艺进行了优化;采用扫描电子显微镜(SEM)对Al/B/PTFE含能微球形貌进行了表征;采用TG-DSC法分析了Al/B/PTFE含能微球的热分解性能;通过高速摄影和密闭爆发器表征了Al/B/PTFE含能微球的燃烧反应性能。结果表面,水浴温度为25℃、乳化剂为PVA、水油比为80∶30和搅拌速度为700 r/min是Al/B/PTFE含能微球的最佳制备工艺;所制备的Al/B/PTFE含能微球的粒径均匀、球形度高且粒径可控,主要粒径分布范围在约300~900μm;微球的流散性、反应热、燃烧火焰面积和压力输出性能随着粒径的增加,出现先增加后减弱的现象;Al/B/PTFE含能微球的最大反应热,最大火焰面积和最高峰值压力为1097.97 J/g,186.06 cm^(2)和213.3 kPa,分别是物理混合样品的1.77倍、5.16倍和1.37倍。

关键词：物理化学乳液自组装含能微球燃烧反应 Al/B/PTFE 金属燃料

太赫兹光谱学研究CL-20/MTNP共晶振动特性

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物理学报 2024年第19期73卷 218-224页

作者：刘泉澄杨富张祺段勇威邓琥尚丽平西南科技大学信息工程学院中国工程物理研究院化工材料研究所西南科技大学四川天府新区创新研究院

共晶是一种分子层次调控材料物化性质的高效方法,然而目前共晶复杂体系结构与宏观性质间关系一直难以得到深入理解.本文依据太赫兹光谱可激发晶体内弱作用的优势,以CL-20/MTNP共晶为对象开展了太赫兹振动光谱研究.首先,测量CL-20、MTNP... 详细信息

共晶是一种分子层次调控材料物化性质的高效方法,然而目前共晶复杂体系结构与宏观性质间关系一直难以得到深入理解.本文依据太赫兹光谱可激发晶体内弱作用的优势,以CL-20/MTNP共晶为对象开展了太赫兹振动光谱研究.首先,测量CL-20、MTNP和共晶CL-20/MTNP的太赫兹吸收光谱.其次,分析了基于密度泛函理论的振动计算方法,获得了3种物质太赫兹频段振动特性,对吸收光谱进行振动匹配.最后,采用振动分解方法将晶体分子的整体振动分解为分子间和分子内振动.在此基础上,分析了共晶前后振动变化规律.结果表明:共晶后新形成的弱相互作用由CL-20分子主导,同时MTNP分子主要通过3个硝基与CL-20分子交互作用.本文的研究结论为共晶热性质提供了微观解析.

关键词：太赫兹光谱密度泛函理论振动分解 CL-20共晶

基于绿色低共熔溶剂CS-1的TATB新型纯化方法与机理

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含能材料 2024年第7期32卷 745-753页

作者：左依文陈建波刘晓峰刘渝索志荣西南科技大学材料与化学学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

为了解决TATB因溶解性差不适用于常规纯化方法的问题,采用反萃取技术,选用对TATB具有良好溶解性的新型绿色低共熔溶剂(CS-1),以水为反萃取剂,进行了TATB的纯化;对比了该法与其它纯化方法的不同,系统优化了该法中反萃取剂加入量、洗涤次... 详细信息

为了解决TATB因溶解性差不适用于常规纯化方法的问题,采用反萃取技术,选用对TATB具有良好溶解性的新型绿色低共熔溶剂(CS-1),以水为反萃取剂,进行了TATB的纯化;对比了该法与其它纯化方法的不同,系统优化了该法中反萃取剂加入量、洗涤次数及干燥方式等条件对TATB的纯化影响,构建了纯度为(99.7±0.2)%,回收率为92.5%的TATB高效分离与绿色纯化方法。研究同时采用光谱过程监测和理论计算模拟,基于CS-1溶剂的TATB纯化动力学,探讨了基于氢键竞争和络合物解离的TATB纯化机制。

关键词： 1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯 CS-1溶剂反萃取技术纯化机制

液态金属改性微米Al-氟聚物的3D打印及性能表征

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火炸药学报 2024年第5期47卷 430-437,I0004页

作者：陈颖张世龙陈婵娟何奥伍波王军沈金朋裴重华西南科技大学材料与化学学院四川绵阳621010 西南科技大学国防科技学院四川绵阳621010 西南科技大学环境友好能源国家重点实验室四川绵阳621010 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621900

为了研究镓基液体金属(GLM)-Al-氟聚物的能量释放性能,制备了GLM质量分数分别为1%、3%、5%、7%的GLM-Al,通过3D打印获得了GLM-Al-氟聚物复合反应性材料;采用SEM、EDS、XRD、XPS、DSC-TG、高速摄影仪和万能拉伸仪对GLM-Al及GLM-Al-氟聚... 详细信息

为了研究镓基液体金属(GLM)-Al-氟聚物的能量释放性能,制备了GLM质量分数分别为1%、3%、5%、7%的GLM-Al,通过3D打印获得了GLM-Al-氟聚物复合反应性材料;采用SEM、EDS、XRD、XPS、DSC-TG、高速摄影仪和万能拉伸仪对GLM-Al及GLM-Al-氟聚物的微观结构、燃烧性能、力学性能等进行测试。结果表明,质量分数3%的GLM改性的GLM-Al放热量和氧化增重均最大,分别为6181 J/g和42.92%;改性前的Al-氟聚物不能被点燃,改性后GLM-Al-氟聚物可以点燃且可以持续稳定燃烧,在当量比为3.5时的燃速最大,为6.0 mm/s;此时GLM-Al-氟聚物的抗拉强度和断裂伸长率均最大,分别为1.73 MPa、11486%,是改性前Al-氟聚物的1.5倍和1.3倍。

关键词：增材制造镓基液态金属 GLM 微米铝粉氟聚物 3D打印燃烧

金属有机框架多孔玻璃a_(g)SALEM-2的制备

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材料研究学报 2024年第5期38卷 373-378页

作者：谭依玲李诗纯孙杰西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室绵阳621010 中国工程物理研究院化工材料研究所绵阳621900

选择MOF晶体SALEM-2作为制备多孔玻璃的前驱体,将其熔融淬火制备出多孔玻璃a_(g)SALEM-2。X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重(TGA)等分析结果表明,SALEM-2熔融前依次经历热致非晶化、重结晶和分解。SALEM-2中的部分有机配体2-甲基咪... 详细信息

选择MOF晶体SALEM-2作为制备多孔玻璃的前驱体,将其熔融淬火制备出多孔玻璃a_(g)SALEM-2。X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重(TGA)等分析结果表明,SALEM-2熔融前依次经历热致非晶化、重结晶和分解。SALEM-2中的部分有机配体2-甲基咪唑(MIm)分解,产生的缺陷使其熔点降低。在淬火过程中MIm阻碍了框架结构的重新形成,从而部分保留了液态下的孔结构,淬火速率越高液态下的多孔结构保留的越多。a_(g)SALEM-2的BET比表面积最高可达150 m^(2)/g。

关键词：无机非金属材料玻璃与非晶 MOF玻璃熔融淬火多孔玻璃 N2吸附

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空间整形飞秒激光高效制备纳米光栅

强激光与粒子束 2024年第8期36卷 1-8页

作者：赵昶栋刘永刚魏文卿张航邓琥刘泉澄胡建波尚丽平李占锋西南科技大学制造科学与工程学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室四川绵阳621900 西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 西南科技大学四川天府新区创新研究院成都610299 西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室四川绵阳621010

针对常规物镜聚焦飞秒激光光斑较小,难以单次直写加工成型大面积纳米光栅结构的问题,提出了利用空间狭缝整形的飞秒激光脉冲直写方法。通过开展单晶硅表面纳米光栅结构对加工系统的参数依赖关系研究,获得入射整形飞秒激光能量密度8.00μ... 详细信息

针对常规物镜聚焦飞秒激光光斑较小,难以单次直写加工成型大面积纳米光栅结构的问题,提出了利用空间狭缝整形的飞秒激光脉冲直写方法。通过开展单晶硅表面纳米光栅结构对加工系统的参数依赖关系研究,获得入射整形飞秒激光能量密度8.00μJ/cm^(2)、扫描速度9 mm/s、狭缝宽度0.40 mm的优化条件。采用SEM、AFM等手段对光栅进行微观表征,结果表明,单次扫描所制备的纳米光栅结构具有极高的宽度(41.20μm),说明提出的方法可以显著提升一次成型大面积纳米光栅结构的制备效率。

关键词：飞秒激光直写空间整形纳米光栅纵横比

纤维增强大块非晶的各向异性压缩力学行为原位实验研究

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兵工学报 2024年第9期45卷 2982-2992页

作者：李英杰李继承李宁郭亚洲西北工业大学航空学院陕西西安710072 中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999 陕西省冲击动力学及其工程应用重点实验室陕西西安710072

钨纤维增强锆基大块非晶复合材料(WF/Zr-based bulk Metallic Glass matrix composite,WF/Zr-MG)由于其高密度、高强度和高绝热剪切敏感性的特点,在动能侵彻领域应用广泛。为了进一步精确表征在正撞和斜撞等穿甲过程中不同穿甲姿态对复... 详细信息

钨纤维增强锆基大块非晶复合材料(WF/Zr-based bulk Metallic Glass matrix composite,WF/Zr-MG)由于其高密度、高强度和高绝热剪切敏感性的特点,在动能侵彻领域应用广泛。为了进一步精确表征在正撞和斜撞等穿甲过程中不同穿甲姿态对复合材料穿甲性能的影响,搭建准静态和动态显微原位压缩实验平台。通过对0°、10°、25°、45°、65°以及90°共6种不同纤维排列角度下的试样进行原位力学性能实验测试和显微图像分析,研究6种不同纤维排列角度WF/Zr-MG的压缩力学行为,进而得到复合材料失效强度随纤维排列角度的变化情况。根据实验结果划定考虑应变率与纤维排列角度WF/Zr-MG的失效强度包络线。所得结果为材料在不同穿甲姿态和加载速率下提供了一个安全应力状态范围参考,对于穿甲材料的研制具有重要意义。

关键词： WF/Zr-MG复合材料原位实验微观分析破坏机理

冲击应力和脉宽对NbTiZr中熵合金层裂的影响

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高压物理学报 2024年

作者：罗小平李绪海唐泽明李治国陈森王媛俞宇颖胡建波中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理全国重点实验室西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室

中、高熵合金因很好地兼顾了强度和韧性而备受关注，在多种极端工况下具有重要的应用前景。然而，在强冲击载荷等极端条件下，其动态力学行为和损伤失效机制仍不清楚。为此，研究了NbTiZr中熵合金在平板冲击载荷下的层裂损伤，探讨了冲... 详细信息

中、高熵合金因很好地兼顾了强度和韧性而备受关注，在多种极端工况下具有重要的应用前景。然而，在强冲击载荷等极端条件下，其动态力学行为和损伤失效机制仍不清楚。为此，研究了NbTiZr中熵合金在平板冲击载荷下的层裂损伤，探讨了冲击应力和加载脉宽的影响。通过波剖面分析，获得了冲击应力、加载脉宽和层裂强度信息。研究表明，NbTiZr中熵合金的层裂强度随冲击应力的增大而线性增大，随加载脉冲宽度的增大呈指数减小，介于3.77～4.80 GPa之间。利用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射，分析了冲击加载后回收样品的微观组织结构，发现冲击应力和加载脉冲宽度对NbTiZr的层裂损伤形貌有显著影响，层裂损伤形式为准解理断裂，未观察到固-固相变或变形孪晶。

关键词： NbTiZr 层裂损伤冲击波加载历史微观结构

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温度作用下ANPZ太赫兹光谱非谐性机理

激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 522-527页

作者：谢钗段勇威刘泉澄邓琥张祺武志翔魏文卿尚丽平西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 西南科大四川天府新区创新研究院四川成都610299 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621900

太赫兹光谱可表征晶体分子间弱相互作用,太赫兹光谱的非谐性机理为晶体宏观性质认知提供了微观基础。以2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(ANPZ)为对象,研究了温度作用下太赫兹光谱非谐性机理。通过光谱测量,获得ANPZ不同吸收峰的温度诱导非谐... 详细信息

太赫兹光谱可表征晶体分子间弱相互作用,太赫兹光谱的非谐性机理为晶体宏观性质认知提供了微观基础。以2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(ANPZ)为对象,研究了温度作用下太赫兹光谱非谐性机理。通过光谱测量,获得ANPZ不同吸收峰的温度诱导非谐特性。通过密度泛函理论,对吸收的振动特性进行指认。对振动特性的分解结果表明:特定分子间氢键的软化是太赫兹光谱强非谐性的原因。进一步,基于声子和准简谐近似计算了ANPZ原子随温度的位移特性,并对上述分析结论进行了验证。研究表明:太赫兹光谱技术结合相关方法,可以深入分析温度作用下晶体内分子间氢键的响应规律,可为晶体宏观性质的认识提供科学分析手段。

关键词：光谱学非谐性模态分解分子间氢键温度