DNTF的合成与表征

3，4-二（硝基呋咱基）氧化呋咱（DNTF）是一新型高能量密度化合物，其感度较HMX的低，能量较HMX的高，与CL-20的相当。文中对DNTF及其中间体3-氨基-4-酰胺肟基呋咱（AAOF），3-氨基-4-酰氯肟基呋咱（ACOF），3，4-二（氨基呋咱基）氧化呋咱（DATF）及其异构体3，6-二（3＇-氨基呋咱基-4-基）-1，4-二氧杂-2，5-二氮杂环己-2，5-二烯（BADDD）的合成，表征和主要的物化和炸药性能进行了报道。     

3，3’-二氨基-4，4’-偶氮呋咱及其氧化偶氮呋咱的合成

含有硝酰氧基和硝胺基团的含能化合物，对撞击、摩擦和静电火花的刺激相当敏感，而含有呋咱、偶氮、氧化偶氮和C-NO2等基团的杂环含能化合物的感度较低，以呋咱基团为基的含能衍生物由于具有能量密度高、标准生成焓大、氮含量高和耐热性能优良等优点，目前已成为重要的高能量密度材料。     

3-叠氮-4-氨基呋咱的合成与晶体结构

以呋咱环为基本结构单元可以构建多系列性能优异的新型呋咱含能衍生物，它们一般具有能量密度高，标准生成焓大，氮含量高以及分子热力学稳定性较好等优点。3-叠氮-4-氨基呋咱（AAF）作为合成三唑联呋咱、多叠氮基呋咱、呋咱醚、腈基呋咱等多类含能化合物的重要中间体，而且本身也是一个高能量密度化合物，因此探讨其合成方法具有一定的意义。3-叠氮-4-氨基呋咱的合成路线如图1所示，合成分为3步：第一步是乙二醛与盐酸羟胺在氢氧化钠溶液中发生加成缩合反应得N-氨基乙二肟（DAG）。该反应具有强放热性，实验操作应小心。     

六硝基六氮杂三环十四烷对二呋咱（HHTTD）的合成

杂环硝胺是重要的含能化合物，研究表明：用羰基取代环胺中的次甲基，可以提高炸药的结晶密度，进而提高爆速，比如硝基甘脲及我国20世纪70年代就已合成的六硝基六氮杂三环十二烷二酮。如果将呋咱基引入到氮杂稠环类化合物分子结构中，以取代结构中的羰基，则又有可能创造一类密度及能量都非常高的炸药。基于该思想，文中利用两种化合物DAF和1，4-甲酰基-2，3，5，6-四羟基哌嗪（DFTHP），合成了目标炸药分子：六硝基六氮杂三环十四烷对二呋咱（HHTTD）及前体化合物六氮杂三环十四烷对二呋咱（HTTD）。文中给出了HTTD的合成方法及HTTD的硝化反应，提出了一种新化合物HHTTD的合成方法并对羟胺缩合反应进行了较详细的研究，HTTD及HHTTD的结构见图1。     

压缩加载下三种含能材料细观破坏特征观察

 通过扫描电镜,对三种含能材料在不同应变率压缩条件下回收的试样断面进行了细观观察,得到了三种含能材料的细观破坏特征,并对其破坏机理进行了分析。同时结合高聚物粘结炸药（PBX炸药）和压装B炸药组分的比较,分析了两种炸药在高应变率条件下的不同破坏模式。     

苯并氧化呋咱稳定性和异构化的DFT和ab initio研究

运用B3LYP/6-31G(d)密度泛函理论（DFT）方法对苯并氧化呋咱、邻二亚硝基苯及其间的异构化反应进行了计算研究。结果表明,苯并氧化呋咱的分子总能量比邻二亚硝基苯的低;由苯并氧化呋咱异构为邻二亚硝基苯的正向反应活化能（Ea+=51.0kJ/mol）,与文献实测值（58.6kJ/mol）较接近,而其逆向反应活化能（Ea-=4.6kJ/mol）很小,从而揭示了苯并氧化呋咱比邻二亚硝基苯更稳定·此外,进行了HF/3-21G、HF/6-31G(d)和MP2/6-31G(d)//6-31G(d)水平下相应的计算,发现B3LYP-DFT的结果较abinitio为优。谐振动频率的B3LYP/6-31G(d)计算还支持了邻二亚硝基苯为苯并氧化呋咱“自-自”互变重排反应的中间体。     

含铝炸药爆轰产物导电式爆磁压缩发生器

根据爆磁压缩发生器中导电体工作条件,对比了电枢和含铝炸药爆轰产物作为导电体的异同,得出几种高电导率含铝炸药爆轰产物对应的磁雷诺数,分析了含铝炸药爆轰产物代替电枢压缩磁场的可能性。设计了一种含铝炸药爆轰产物导电式螺线型爆磁压缩发生器,分析其运行过程,得出等效电路模型。数值模拟结果表明:相比于电枢作为导电体的传统螺线型爆磁压缩发生器,同体积条件下高电导率含铝炸药爆轰产物导电式爆磁压缩发生器具有更好的输出性能;该设计可以有效地抑制跳匝、电枢与定子线圈短路点接触不良等容易引起磁通损失的问题。     

CL-18的合成

CL-18是根据TATB和BTF两种化合物的分子结构特征所设计并已合成的，其分子兼具TATB和BTF的分子特征，一方面，氨基的推电子效应使C-NO2键能增强，又由于氨基与硝基的氧原子间形成强的分子内和分子间氢键，更增强了分子的稳定性，因而具有优良的热稳定性和较低的感度。另一方面，分子中引入氧化呋咱基团，可明显提高化合物的密度和爆轰性能。在钝感冲击片雷管和钝感传爆药中具有潜在的应用前景。     

含铝炸药水下爆炸性能的实验研究

对RS211、HL-1、HL-2这3种含铝炸药和TNT炸药进行了水下爆炸实验,测量了4种炸药水下爆炸冲击波压力剖面和气泡脉动周期,获得了4种炸药水下爆炸冲击波的峰值超压、冲量、能量和气泡能。实验结果表明,在所研究的范围内,与TNT炸药相比,含铝炸药的冲击波能量有明显增加,约为TNT炸药的1.20～1.35倍,气泡能有显著增加,约为TNT炸药的1.50～2.30倍,表明在炸药中加入铝粉对于提高炸药水中爆炸威力是有益的。     

高密实含能颗粒床对流燃烧过程的实验研究

高密实含能颗粒床对流燃烧过程的实验研究张小兵，金志明，袁亚雄（南京理工大学动力学院南京２１００９４）关键词对流燃烧；含能颗粒床；实验研究１引言在高能燃料火箭推进系统和粒状火药炮膛内，火药颗粒燃烧的热量传递机理是强迫对流。当装填密度高到一定程度时，火焰...     

高温下气相CL-20热分解反应的 分子动力学计算

研究气相CL-20炸药的反应机理及能量释放规律,有助于认识极端条件下含能材料的冲击点火和爆轰等过程。采用反应分子动力学计算方法,研究不同密度和温度下,气相CL-20热分解反应过程。结果表明气相状态时,其初始反应路径为CL-20单分子的N-NO2键断裂生成硝基自由基;第二阶段反应路径为C-C键、C-N键和N-N键等的断裂与生成,发生了质子转移和开环、闭环等基元反应,形成HCN、N2O2、HONO、NO等中间产物;第三阶段反应路径为N2,CO2,H2O和CO等最终稳定产物生成,且生成中间产物的基元反应数量远大于N2、H2O等最终产物生成的基元反应数量。此外,密度和温度还影响了高温下产物的反应速率常数。     

均三叠氨基三硝基苯热解反应的理论研究

用ＰＭ３－ＭＯ方法,基于热力学,统计热力学和反应速率过渡态理论,对２,４,６－三叠氮基－１,３,５－三硝基苯的热解反应机理进行了计算研究,求得各基元反应的反应物,产物和过渡态的全优化几何构型,电子结构和反应的热力学,动力学参数。结果表明,Ｎ－Ｎ２断裂和Ｃ－ＮＯ２自由基均裂反应活化能较高,ＴＡＴＮＢ的各步热解优先取“氧化呋咱”机理,且生成４,６－二叠氮基－３,５－二硝基苯并氧化呋咱的第一步反应为速率     

RDX基含铝炸药在混凝土中爆炸的实验研究

为了研究含铝炸药在混凝土介质中的毁伤效果,对不同含铝量的3种炸药进行了70g药量小尺寸混凝土爆炸实验,重点研究了铝粉含量和炸药埋深对毁伤效应的影响,利用高速摄影机拍摄了混凝土靶毁伤过程。结果表明:炸药埋深对炸药的毁伤效果有着重要的影响,埋深为30cm时的毁伤效果要远大于10cm时,当炸药的埋深为10cm时含铝量为15%的炸药毁伤效果最佳;铝粉含量越高,火光面积越大,持续的时间越长。     

TNT含铝炸药粉的光谱研究

利用我们研制的光谱探测技术成功地研究了ＴＮＴ含铝炸药的快速反应特性。研究表明：本文的光变技术可以很好地研究粉状含能材料的快速反应特性。测量结果可供使用ＴＮＴ含铝炸药粉时参考。     

含氚废气处理

研究了Pt-Al2O3亲水催化剂和Pt-SDB（聚苯乙烯一二乙烯基苯）疏水催化剂对含氚空气的净化处理。通过Pt-SDB单程催化氧化氢气性能研究和潮湿环境对Pt-SDB催化剂催化氧化性能影响研究（图1）显示，Pt-SDB催化剂在室温下对H2（氚）的催化氧化具有效率高，并且不容易受潮，能在潮湿的环境下保持活性，是一种较好的含氚废气处理催化剂。     

基于4，8-二氢二呋咱[3，}4-b，e]吡嗪高能材料的设计与筛选

为了寻找高能量密度的材料,本文设计了一系列基于4,8-二氢二呋咱[3,4-b,e]吡嗪的含能材料. 利用密度泛函理论研究了它们结构与性质之间的关系. 结果表明,这些设计化合物的性质受到含能基团和杂环取代基的影响. -N₃含能基团是提高设计化合物生成热的最有效取代官能团,而四唑环/-C(NO₂)₃基团对炸药的爆轰性能有较大贡献. 键解离能分析表明,引入-NHNH₂,-NHNO₂,-CH(NO₂)₃和-C(NO₂)₃基团会显著降低键解离能. 由于化合物A8,B8,C8,D8,E8和F8具有良好的爆轰性能和热稳定性,最终被筛选为潜在的高能密度材料. 此外,还计算了这些筛选化合物的电子结构.     

含铝炸药水中爆炸冲击波相似律适应性探索

针对含铝炸药非理想性显著的特点,探索其水中爆炸后远场冲击波相似律的适用性。实验在8 kg当量TNT的爆炸水池中进行,在距离爆心不同位置处测量了冲击波压力剖面曲线,得到了峰值压力和压力衰减时间,结合量纲分析方法和含铝炸药的特点,对冲击波相似律适用性问题进行了探讨。实验结果表明,对于含铝炸药来说,存在着峰值压力相似而时间常数不太相似的特点,这与铝粉的二次反应放能有关。     

基于光子计数能谱CT的含能材料等效原子序数测量方法

双能CT或能谱CT可以测量材料的等效原子序数,对含能材料的成分检测和生产工艺改进具有重要意义,但现有方法存在复杂度高、设备要求高等缺点。为提高等效原子序数的测量精度,并降低设备要求和算法复杂度,提出了一种基于新型CeTe光子计数探测器的等效原子序数测量方法。该方法利用材料的衰减特性,重新推导了两个能量区间线性衰减系数之比与等效原子序数的关系。该方法不依赖于双能CT或能谱CT的专业知识,只需利用光子计数探测器对三种已知材料进行能谱CT扫描与重建,即可得到等效原子序数的标定曲线,并对未知材料进行等效原子序数测量。在实际应用中,只需保证标定实验和测量实验在相同条件下进行,即可将重建误差、探测器响应误差、射束硬化效应和散射效应等影响因素纳入到标定曲线（相当于重新对NIST数据进行了特定扫描条件下的标定）,并抑制上述因素对最终结果的影响。相较于其他方法,该方法鲁棒性和通用性较强,且大幅降低了设备要求和算法复杂度。同时,该方法允许相对较宽的能量区间,可以较充分的利用X射线源所发出的光子,使检测效率满足了工业检测和医学成像的需要,具有良好的商业应用前景。实验结果表明,在当前标定范围（等效原子序数6～13）和扫描条件下,该方法测量的等效原子序数相对误差小于2%,具有较高的可靠性。在实际含能材料生产检测中,该方法在不破坏含能材料的情况下对高衰减杂质成分进行了有效判断,指出了高衰减杂质是实际生产过程中混入的高原子序数杂质,而不是高密度的含能材料。这表明该方法能够有效解决含能材料生产中的成分检测难题,并有望促进含能材料生产工艺的改进,具有重要的工程意义。     

用分子子图法计算硝基呋咱化合物的生成热

用新的分子子图法计算硝基呋咱类化合物的生成热 ,将呋咱基团视为母体 ,即基子图项 ;硝基、叠氮基、甲基、氰基拆分为一个个原子 ,从原子的角度来分分子子图 ,将碳、氢、氧、氮原子视为取代基 ,即亚子图项 .同时考虑呋咱基团的个数 ,考虑 1位、2位、3位、4位上碳、氢、氧、氮原子及双键、叁键对生成热的影响 ,还考虑不饱和度、总硝基个数、环的个数 (除呋咱环 )、氮氮及氮氧双键的个数对生成热的影响 .用这种新的分子子图编码方法 ,对硝基呋咱化合物的生成热进行了拟合和预估 ,取得了满意的结果 ,其回归方程的相关系数达到了 0 .995 4 .     

TATB基炸药水中爆炸能量测试技术

 在用水中爆炸法测量以TATB为基的TBL炸药能量的研究中,设计了2种具有高爆压和大质量的扩爆药柱。通过2类扩爆药柱的能量测试实验得到的扩爆药柱能量与理论结果相同,TBL炸药的能量为TNT炸药能量的70%左右;炸药的爆压越高,冲击波能量随爆炸距离的衰减越快。