高能量密度材料的研究现状
时间:2017-06-28 20:36 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 含能材料是指一类可用作炸药、推进剂和发射药或火工品的含能化合物。这类材料作为武器能源和威力的体现者几乎用于所有的武器系统,并在所有军种中装备使用。要使大部分武器(无论是炮弹、导弹/火箭还是动能飞行器)飞向目标,以及到达目标时起杀伤破坏作用都需要使用这类材料。含能材料性能的改进,将对武器系统的性能产生广泛的影响。例如可增加火炮和导弹/火箭的速度和射程；可提高对坦克装甲或防护混凝土的穿透能力,可提高战斗部的杀伤破坏作用；提高武器系统的安全性和可靠性等。含能材料的合成研究是含能材料研究开发的基础和重要内容之一,其主要目标是合成能量密度高、危险性小、稳定性好的新一代含能材料。奥克托今(HMX)是目前实际应用于武器系统的能童最高,其他性能兼优的含能材料。三氨基三硝基苯(TATB)对外界刺激(包括热的、机械的和其它形式的)高度钝感,被认为是目前最为安全的饨感炸药。但是TATB能量较低(约为HMX的60%)。含能材料合成研究的另一个目标是合成安全性能类似于TATB,而能量超过TATB并相当于黑索今(RDX)甚至HMX的饨感高能材料。含能材料的合成研究主要集中在下列几个领城:（1）多硝基芳香族化合物；（2）多硝基脂肪族化合物；（3）多硝基含氟化合物；（4）多硝基氮杂环化合物；（5）多硝基多环笼形化合物；（6）叠氮有机化合物。其中多硝基氮杂环化合物是近年来最为活跃的一个研究领域,而多硝基多环笼形化合物则是八十年代含能材料合成研究的最新进展[1]。10848 叠氮有机化合物既是一类古老的化合物,又是一类充满活力的新型含能材料。自1864年被发现以来,人们对其结构、性能、合成方法及应用进行了大量研究。本世纪70年代以来,国外特别是美国对叠氮有机化合物的合成以及作为含能材料的应用进行了广泛深入的研究。结果表明,含有叠氮基团的粘合剂、增塑剂、氧化剂及其他添加剂在发射药、推进剂及高能炸药等含能材料中的应用起着独特的作用,不仅能提高这些含能材料的能量水平,还能赋于其它的优异性能。叠氮有机化合物已成为含能材料研究中一个十分重要的研究领域。长期以来,叠氮化合物被认为具有危险性,实际上,除了已广泛用作起爆药的叠氮化铅和叠氮化银之外,叠氮化合物的实际应用不多,确实因为它们的感度太高。70年代初,对叠氮有机化合物的研究获得了关键性进展,发现聚环氧氯丙烷系列化合物的侧基氯甲基很容易与叠氮化钠反应变成叠氮甲基,而叠氮甲基引入这些高分子材料后,不但使这些材料具有能量特性,还提高了这些材料的稳定性、抗溶剂性、抗氧化性等多种物理化学性能。叠氮基能量很高,每个叠氮基能提供大约356kJ的生成热,因此含叠氮基的分子具有很高的能量。叠氮有机化合物,除了具有高的生成热以外,还具有其它一系列优点。例如密度大,热安定性和化学安定性好。相当一部分叠氮有机化合物为液体,并有宽广的液体范围,且挥发性低,化学和物理相容性好,是一类优良的含能增塑剂[2]。 能量密度是指一定体积的材料可能释放出的相对能量。高能量密度材料（HEDM）是指可用作炸药、推进剂和发射药或火工品的高能量化学材料。高能量密度材料具有多种多样的功能,可以广泛用于各种战略武器系统和战术武器系统。要使大部分武器（无论是炮弹、导弹\火箭还是动能飞行器）飞向目标,以及到达目标时起杀伤破坏作用,都需要使用这类材料。高能量密度材料性能的改进,将对武器系统的性能产生广泛的影响。例如,可增加火炮和导弹\火箭的射程；可提高对坦克装甲或防护混凝土的穿透能力；可提高战斗部的杀伤破坏能力；减少武器系统的危险性，提高安全性和可靠性,等等。 (责任编辑：qin) |