含能材料情况调研VIP免费

含能材料国内外发展现状与趋势含能材料是一类含有爆炸性基团或含有氧化剂和可燃物、能独立进行快速化学反应并输出能量的化合物或混合物，其能量比常规炸药（通常为103J/g）至少高一个数量级，是实现高效毁伤的核心技术。这种材料在激发后，一般不需要外界物质参与，即可使化学反应持续下去，快速释放出巨大的能量。它是各类武器系统（包括弹道导弹和巡航导弹）必不可少的毁伤和动力能源材料，是炸药，发射药和推进剂配方的重要组分。按照应用领域的不同，将含能材料分为军用和民用两大类，军用领域主要是火炸药和火工品，包括发射药、推进剂、炸药、烟火剂、起爆药等；民用领域主要是用于开矿、土建、油田、地质勘探、爆炸加工、烟花爆竹的炸药和烟火剂等。目前，习惯上也将含能材料称为高能量密度物质（HEDM），它具有高能、低烧蚀、低特征信号、低易损性的性能特点，常用浇铸、压装等工艺进行制备。进入21世纪以来，含能材料因实现能量的惊人突破而受到越来越多国家的高度重视。美俄采取积极举措大力发展含能材料技术，在高活性金属储能技术、全氮物质、金属氢和核同质异能素研究上取得了重大突破。在美、俄的带领下，德国、瑞典、印度和日本等国也纷纷启动相关发展计划和研究项目，推动含能材料的研究与应用。1本学科最新研究进展1.1含能材料相关理论和计算机模拟仿真技术注意采用量子化学方法和QSPR模型通过对关注的芳烃类、唑类、富氮类、嗪类等高能量密度化合物（HEDC）的密度、生成热、能量、稳定性、爆速、爆压等关键性能参数进行预估和分析，以此指导其合成。开发了基于配方组分数据库的发射药和固体推进剂专家系统，便于进行其能量示性数的准确计算和配方的优化设计。建立了低温感组合装药的内弹道模型，开发了可逆的装药设计仿真软件，1从而促进低温感装药技术在各类型号中的应用。基于有限元技术开发了熔铸炸药凝固过程数值模拟方法，该法可用于预测装药缩孔、裂纹、疏松等缺陷，指导熔铸炸药配方和工艺的优化设计。在混合炸药能量设计方法上，由过去单纯从化学热力学角度开展设计发展至兼顾化学热力学和化学动力学的设计思路，还重视了炸药能量输出结构与应用环境的匹配，形成了针对空中爆炸、密闭空间爆炸及密实介质中爆炸等的设计方法。1.2高性能含能材料组分配方开展了高能、高强度、低敏感、高燃速等发射药配方研究，开发了相应的优化配方。基于NG/DIANP为混合含能增塑剂、RDX为高能氧化剂开发的高能发射药，在爆温≤3500K时火药力达1275kJ/kg，在30mm火炮的常、低温内弹道试验时，膛内燃烧稳定、正常；开发的硝化棉（NC）基低敏感发射药和含能热塑性弹性体（ETPE）基低敏感发射药，火药力分别达到1205kJ/kg和1250kJ/kg，各项感度指标明显优于传统三基发射药；采用添加高燃速功能材料使发射药的正比式燃速系数达到了3mm/(s•MPa)以上，是传统高能发射药的三倍左右，高、低、常温燃烧稳定。开展了提高螺压CMDB推进剂、交联改性双基（XLDB）推进剂、HTPB推进剂、硝酸酯增塑聚醚（NEPE）推进剂研究，开发的螺压CMDB推进剂的RDX含量达到50%以上，有效提高了CMDB推进剂的密度与能量，而燃烧压力指数仍维持在n＜0.5；开发的含CL-20的CMDB推进剂配方，在适度控制金属铝粉含量时，可获得19.6N.s/kg-39.2N.s/kg的比冲增益。在抗过载炸药、温压炸药、燃料空气炸药、水下炸药、不敏感炸药、基于新型高能材料的炸药和金属化炸药等7类混合炸药配方设计上取得较大进展。如，开发的新型含铝温压炸药，其毁伤作用包含了较强的爆炸冲击波和持续高温的双重效应。开发的含黑索今的复合浇注PBX炸药，密度1.82g/cm3，爆速5400m/s，爆热在8200kJ/kg以上，作为水下武器系统主装药时，其水下爆炸总能量比TNT提高了一倍以上，比RS211提高了35％以上，综合性能优良，能够满足易损性要求火工烟火药剂设计研究，重点关注了新型单质起爆药、复合起爆药、点火药、高精度延期药及其性能改进技术。开发的以TiHP/KClO4（28/72，氟橡胶为粘合剂）为组分的新型高能点火药，机械和静电火花感度低、点火稳定、反应较完全；2开发的基于锆和高氯酸钾的新型点火药，具有良好的耐高温能力；改良后的黑火药，...