含能材料与应用.ppt

敏化剂：某些炸药（特别是工业炸药）的起爆感度较低，甚至不容易起爆或爆炸不完全，需要进行敏化，提高其起爆感度并使爆轰稳定传播。其它添加剂：增强硝铵炸药（硝酸铵）防结块性和防湿抗水性的表面活性剂；改善安定性的安定剂；防止高聚物老化的防老剂；制备低密度炸药和浆状炸药的发泡剂；制备热固性炸药的固化剂；防止固相过快沉降的稠化剂（如NC）；对于含铝炸药，防止水份侵蚀铝粉的吸水剂（如氯化钙）；等等。01代表性的混合炸药02以TNT为载体的混合炸药：两种或两种以上单质炸药的混合物，在熔融状态下铸装成型。如梯黑炸药，由TNT和RDX按比例混合。03高聚物粘结炸药：以粉状高能炸药为主体，加入高聚物粘结剂、增塑剂、钝感剂和其它添加剂。04浇铸固化炸药：将液态高聚物或可聚合的单体与单质炸药混合，再加入固化剂等固化成型。05含金属粉混合炸药：加入高热值金属粉（如铝粉、镁粉等），爆热高，又称高威力混合炸药。燃料－空气炸药：固体或液体燃料与空气组成爆炸混合物，当燃料与空气混合至一定比例时才成为炸药。燃料抛散后在目标上空形成云雾，无孔不入，引爆后杀伤破坏效应高。常用的燃料有环氧乙烷、环氧丙烷、甲烷、过氧化乙酰、二硼烷及铝粉等。液体炸药：由液体或某些能溶于液体或悬浮于液体的物质组成。流动性好，密度均匀，可随容器任意改变形状，可渗入被爆炸物的内部或缝隙中。制备工艺：熔铸、浇铸（热固性）、压装等。3含能材料发展历史简介（1）黑火药的发明★中国四大发明之一，公元682年左右，我国炼丹家孙思邈的《丹经》中记载了黑火药的配方，由硝石(硝酸钾)、硫磺和木炭组成。典型配方：木炭15％、硫磺10％、硝酸钾75％。★公元1000年左右，我国开始将黑火药用于军事，如霹雳炮、火枪、震天雷等。★十二世纪初，我国开始用黑火药制造焰火、爆竹，利用黑火药燃烧气体的反作用原理发射升空（火箭弹原理）。★十三世纪前期，黑火药经印度传入阿拉伯国家；十四世纪欧洲开始应用黑火药；十六世纪开始用于工程爆破。直到十九世纪，黑火药作为唯一的火炸药在武器中应用了几百年。至今仍广泛用作点火药和传火药。作为发射与推进能源，黑火药的能量低（350kJ/kg左右），燃烧后产生大量的烟和固体残渣。单质炸药1832年法国人布雷克诺首先用硝酸处理纤维素制备了硝化纤维素（NC），是火药的主要粘合剂。1846年意大利人A.索布列罗制备了硝化甘油（NG）。1885年法国用苦味酸铸装炮弹，结束了黑火药做为炸弹装药的历史。123451863年德国合成了梯恩梯(TNT)，1891年实现工业化生产，1902年开始装填炮弹，是二次世界大战的主要军用炸药。1899年和1941年分别合成出了高能炸药黑索今（RDX）和奥克托今（HMX）。使炸药性能提高了一个台阶。并发展了一系列以RDX和HMX为基的高能混合炸药。高能量密度化合物（HEDC）HEDC是指密度＞1.9g/cm3、爆压＞40GPa的含能化合物。1941年发现的HMX，密度1.9g/cm3，爆速9km/s（密度1.877g/cm3时），爆压达39GPa。在综合性能方面，HMX在军用炸药中一直是最好的（但价格较贵1000元/kg)。上世纪70年代，前苏联合成了二硝酰胺盐（ADN），是一种优异的高能无机氧化剂，被认为是低特征信号推进剂的候选氧化剂之一。俄罗斯已用于推进剂中。上世纪80代，美国合成了1,3,3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)，能量和密度与HMX不相上下，也是目前国际上比较看好的一个HEDC。1987年，美国合成了六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20)，被誉为炸药合成史上的一个突破。与HMX相比，密度高8%，爆速高6%，爆压高8%，能量密度高10%以上。在研的：①多硝基立方烷：高密度、高能量、热稳定性好、感度适中。4个以上硝基的立方烷，密度和爆速（压）与HMX相当，标准生成焓远高于HMX；八硝基立方烷密度达1.9~2.2g/cm3，爆速和爆压分别达9.8km/s和46.7GPa，高于HMX10%~20%，甚至略高于CL-20。多硝基金刚烷：笼形HEDC。C60：60个碳原子分子簇，对称笼形结构。氮原子簇：3个以上氮原子以一定方式排列（通常认为不可能结合在一起），称为聚氮或多氮。1998年底，美国成功合成了氮5分子（N5），能量很高（据称比常规含能化合物高几个数量级）。但制备还非常困难，也很不稳定。含能材料应用黄振亚一．课程的内涵与地位内涵：复合含能材料—火炸药。单质含能化合物是基础。地位：武器装备能源，无法从国外引进；涉及国家安全。形势：①核心是资源（海洋、太空）的竞争。我国南海、东海等周边的安全问题突出。美国的霸权行为。国与国之