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微流控技术制备DNTF/LLM-105复合材料及其安全性能分析
1
作者 王宇利 张怡婧 +4 位作者 李媛媛 刘博 南海 杨建武 马海霞 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期513-520,I0003,共9页
为了提高3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的使用安全性,利用微流控技术将其与2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)进行复合,分别制备了质量比分别为50∶50、60∶40和70∶30的DNTF/LLM-105复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)对... 为了提高3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的使用安全性,利用微流控技术将其与2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)进行复合,分别制备了质量比分别为50∶50、60∶40和70∶30的DNTF/LLM-105复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)对所制备的DNTF/LLM-105复合材料进行了形貌及结构表征;采用DSC法测试了3种复合材料的热分解性能;测试了3种复合材料的机械感度。结果表明,3种复合材料均为棱柱形,颗粒尺寸较原料明显减小,热分解峰温分别为269.0、262.6和255.4℃,较原料DNTF分别提前了21.2、27.6和34.8℃;机械感度测试结果表明,相比于原料DNTF,微流控技术制备的复合材料的特性落高分别提高了(50±2)、(45±2)和(45±2)cm;相比于原料LLM-105,复合材料的特性落高分别提高了(15±2)、(10±2)和(10±2)cm;复合材料摩擦感度的临界载荷均大于360N。说明利用微流控技术可以制备出颗粒尺寸小、机械感度优于含能材料单体的复合材料。 展开更多
关键词 物理化学 DNTF/LLM-105复合材料 微流控技术 热分析 机械感度 静电火花感度
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Al/Ca(IO_(3))_(2 )/PVDF基高能杀菌“三明治”结构薄膜的构建及其燃烧性能机理 被引量：1
2
作者 陈苏杭 唐魁 +5 位作者 谢晓 唐振华 柯香 秦钊 徐抗震 赵凤起 《火炸药学报》 北大核心 2025年第1期78-87,I0006,共11页
为了提高杀菌高能薄膜的燃烧性能和碘含量,使用Al/Ca(IO_(3))_(2)/30%PVDF膜(30PVDF)封装39%Al/Ca(IO_(3))/(5%或10%)PVDF铝热剂(5PVDF或10PVDF)得到“三明治”结构的3、5、7和9层薄膜,并通过燃速和火焰温度测试以及DSC-TG热分析研究了... 为了提高杀菌高能薄膜的燃烧性能和碘含量,使用Al/Ca(IO_(3))_(2)/30%PVDF膜(30PVDF)封装39%Al/Ca(IO_(3))/(5%或10%)PVDF铝热剂(5PVDF或10PVDF)得到“三明治”结构的3、5、7和9层薄膜,并通过燃速和火焰温度测试以及DSC-TG热分析研究了铝热剂层活性及其分布结构(层数和厚度)对“三明治”结构薄膜燃烧性能和释能效应的影响规律,同时探究了薄膜各组分间的反应温度和反应机理。结果表明,封装39%5PVDF铝热剂“三明治”结构薄膜比封装10PVDF的燃速高18%~35%,表现出更好的燃烧性能,其中5层薄膜具有最大燃速,二者分别为10.2 cm/s和8.6 cm/s,综合了30PVDF膜层的厚度、低燃速和膜-铝热剂层在界面的传质传热效率的影响;并且多层薄膜的平均火焰温度随着铝热剂厚度的减小而增加。DSC-TG结果表明,Al/Ca(IO_(3))_(2)/PVDF基多层薄膜主要在330~410℃发生Al-Ca(IO_(3))_(2)-PVDF释碘放热反应,Ca(IO_(3))_(2)/PVDF(质量为1.55∶1)在320~350℃的剧烈放热反应和燃烧产物中的AlF 3、CaF 2、CaO等进一步证实了该反应的发生。 展开更多
关键词 物理化学 杀菌多层薄膜 静电喷雾沉积 燃烧性能调控 Al/Ca(IO_(3))_(2)/PVDF “三明治”结构 铝热剂
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热分析联用技术在含能材料热分析研究中的应用进展 被引量：11
3
作者 王晨 万冲 +3 位作者 陈苏杭 马海霞 赵凤起 徐抗震 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期411-423,共13页
热分析联用分析技术包括同步联用技术、串级联用技术和间断联用技术,常见的有热重⁃差示扫描量热联用(TG⁃DSC)、热重⁃红外/质谱联用(TG⁃FTIR/MS)、固相原位热红外检测技术(Thermolysis/RSFTIR)和热重⁃红外⁃质谱联用(TG⁃FTIR⁃MS)等,是研... 热分析联用分析技术包括同步联用技术、串级联用技术和间断联用技术,常见的有热重⁃差示扫描量热联用(TG⁃DSC)、热重⁃红外/质谱联用(TG⁃FTIR/MS)、固相原位热红外检测技术(Thermolysis/RSFTIR)和热重⁃红外⁃质谱联用(TG⁃FTIR⁃MS)等,是研究含能材料热行为和分解机理的有效方法,对研究其燃烧和爆炸性能有重要意义。相较于单一的热分析技术,联用技术可以更加充分、高效和全面地评价含能材料热行为和热安定特性、揭示热分解机制。通过热分析联用技术全面深入研究含能材料的物化特性,对改善和提高其应用性能具有重要的现实意义和价值。本文全面综述了TG⁃DSC、TG⁃MS、TG⁃FTIR⁃MS、TG⁃FTIR⁃GC⁃MS和Thermolysis/RSFTIR热分析联用技术在含能材料研究中的应用进展,分析了其研究的相关内容、重要结果、特点及优势,并进行了相关展望,可开发高性能的计算分析软件,解决如质谱分析中重叠质谱峰的解析等问题,在热分析仪中引入新的扩展系统,拓展其应用范围,为新型含能材料的热分析研究提供技术上的支持。 展开更多
关键词 含能材料 热分析 TG⁃MS TG⁃FTIR⁃MS Thermolysis/RSFTIR
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Ti/CuO微波点火及其微波增强燃烧特性
4
作者 陈小远 王飞 +4 位作者 唐魁 崔连鹏 柯香 陈苏杭 徐抗震 《火炸药学报》 北大核心 2025年第3期209-215,I0003,共8页
为了研究微波点火对Ti/CuO点火燃烧性能的影响,采用静电喷雾法制备了氧燃比(Ф)为1~3的Ti/CuO复合微球,获得了Ti/CuO的敞开体系中的微波点火延迟时间和微管内燃速、密闭体系中恒容燃烧的增压速率随氧燃比的变化规律,通过燃烧图像RGB比... 为了研究微波点火对Ti/CuO点火燃烧性能的影响,采用静电喷雾法制备了氧燃比(Ф)为1~3的Ti/CuO复合微球,获得了Ti/CuO的敞开体系中的微波点火延迟时间和微管内燃速、密闭体系中恒容燃烧的增压速率随氧燃比的变化规律,通过燃烧图像RGB比色法计算得到其微波点火和热点火的火焰温度分布图。结果表明,Ti/CuO点火燃烧特性随Ф的增大先增大后减小,当Ф=2.5时,微波点火延迟时间最短(120ms),峰值压力最大(412.76±28.74kPa),微管内燃速最大为2.38m/s;并且Ti/CuO微波点火火焰温度(1500~2000℃)和火焰面积显著大于热点火火焰温度(1200~1600℃),这主要是因为微波强电磁场加热未反应凝聚相和电离燃烧气体产物并产生高温等离子体,提高了凝聚相热效应和火焰热辐射,增强了燃烧性能。 展开更多
关键词 物理化学 微波点火 Ti/CuO复合含能材料 静电喷雾法 微波增强燃烧 铝热剂
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探针结构对Ti/CuO微波点火延迟时间的影响
5
作者 唐魁 赵团 +5 位作者 唐振华 陈小远 程用泷 陈苏杭 沈瑞琪 徐抗震 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期468-474,I0006,共8页
为了研究探针结构对微波点火性能的影响,使用4种探针对Ti/CuO点火药的微波点火延迟时间进行了测试,并通过模拟对探针结构进行优化,获得了探针参数(长度、包覆层厚度、尖端锥度和镀层厚度)对电场强度的影响规律。结果表明,探针针尖处的... 为了研究探针结构对微波点火性能的影响,使用4种探针对Ti/CuO点火药的微波点火延迟时间进行了测试,并通过模拟对探针结构进行优化,获得了探针参数(长度、包覆层厚度、尖端锥度和镀层厚度)对电场强度的影响规律。结果表明,探针针尖处的电场强度显著影响点火延迟时间,在2.45 GHz、50 W微波作用下,探针1、2、3、4最大电场分别为1800、190、34和53 kV/m,Ti/CuO的点火延迟时间分别为222.6、660.5、949.1和921.3 ms;在2.45 GHz、1 W微波作用下,当探针长度为26 mm、PTFE包覆层长度为8 mm、厚度为0.75 mm、针尖锥度为0.243和金镀层厚度为5μm时,能够将电场强度从原来的约10 kV/m提升到约1000 kV/m,并且电场分布集中于尖端。 展开更多
关键词 微波点火 探针 点火药 点火延迟时间 电场强度 点火器件
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密度泛函理论研究富勒烯C_(70)对偏二甲肼与NO_(2)的抽氢反应机制
6
作者 赵子航 慕晓刚 +1 位作者 王生辉 马海霞 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期237-244,I0004,共9页
为了探讨富勒烯(C_(70))作为催化剂用于偏二甲肼(UDMH)推进剂分解的可行性,采用密度泛函理论(DFT)研究了UDMH分子与C_(70)团簇分子的相互作用,分析了UDMH在C_(70)表面的吸附行为及分解路径,计算获得了UDMH在C_(70)存在时发生抽氢反应的... 为了探讨富勒烯(C_(70))作为催化剂用于偏二甲肼(UDMH)推进剂分解的可行性,采用密度泛函理论(DFT)研究了UDMH分子与C_(70)团簇分子的相互作用,分析了UDMH在C_(70)表面的吸附行为及分解路径,计算获得了UDMH在C_(70)存在时发生抽氢反应的活化能和反应热。结果表明,UDMH分子在C_(70)表面表现为两种吸附构型,主要发生物理吸附且吸附能较小,C_(70)分子的加入并未改变UDMH分解的初始和次级反应位点,在与NO_(2)抽氢反应时表现为在NH _(2)基团上依次发生。与纯UDMH分解相比,A、B两种吸附构型中UDMH分解初始基元反应的反应活化能分别下降了19.4 kJ/mol、21.1 kJ/mol,反应热分别降低了24.2 kJ/mol和27 kJ/mol。因此,C_(70)对于UDMH分解的前两步反应具有催化能力,能够促进UDMH的分解。 展开更多
关键词 量子化学 富勒烯C_(70) 偏二甲肼 UDMH 密度泛函理论 DFT
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DNTF与高聚物相容性的分子动力学模拟 被引量：3
7
作者 王生辉 巨荣辉 +2 位作者 罗一鸣 肖继军 马海霞 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期61-69,共9页
为确定高分子聚合物钝感剂和3,4⁃二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的相容性,采用分子动力学(MD)模拟方法,分别构建了DNTF与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟橡胶(F2603)、顺丁橡胶(BR)和聚偏二氟乙烯(PVDF)混合的熔铸炸药模型,在COMPASS力场下,从... 为确定高分子聚合物钝感剂和3,4⁃二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的相容性,采用分子动力学(MD)模拟方法,分别构建了DNTF与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟橡胶(F2603)、顺丁橡胶(BR)和聚偏二氟乙烯(PVDF)混合的熔铸炸药模型,在COMPASS力场下,从径向分布函数、溶度参数和Flory⁃Huggins相互作用参数3方面研究了DNTF与上述4种高分子聚合物钝感剂的相容性,揭示了共混物分子间相互作用力本质。采用真空安定性实验法对4种共混物体系的相容性进行了实验验证。结果表明:共混物中同组分的分子间径向分布函数值比两组分的分子间值低,体系溶度参数均小于3 J^(1/2)·cm^(-3/2),体系的相互作用参数值小于临界作用参数值,体系放气量均小于0.6 mL,说明DNTF与PMMA、F2603、BR和PVDF均相容,且数值模拟结果与实验结果相吻合。 展开更多
关键词 熔铸炸药 高分子聚合物 分子动力学模拟 真空安定性 相容性 DNTF
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光伏相变系统温控特性及散热结构优化设计 被引量：4
8
作者 李昊琦 魏利平 +1 位作者 庄子贤 郑茂盛 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期57-63,共7页
针对光伏相变(PV-PCM)热管理系统建立数值模型,与实验结果对比验证模型的有效性。在此基础上,研究24 h内不同复合PCM物性参数(相变温度、膨胀石墨质量分数和厚度)对太阳电池温度的变化规律,利用正交实验法和直观分析法研究最高温度、高... 针对光伏相变(PV-PCM)热管理系统建立数值模型,与实验结果对比验证模型的有效性。在此基础上,研究24 h内不同复合PCM物性参数(相变温度、膨胀石墨质量分数和厚度)对太阳电池温度的变化规律,利用正交实验法和直观分析法研究最高温度、高于45℃与41℃的时长和入夜后低于35℃的时长的影响。进一步模拟不同类型和数量的散热翅片对太阳电池工作温度的影响,优化PV-PCM系统的散热结构。研究显示,使用内向翅片的散热结构和相变温度为40.2℃、膨胀石墨质量分数为15%、厚度为40 mm的复合PCM,可使太阳电池的最高工作温度最小,其值约为42℃。 展开更多
关键词 太阳电池 相变材料 数值模拟 温度 散热
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DNTF与PMMA热稳定性和力学性能的分子动力学模拟
9
作者 王生辉 巨荣辉 +3 位作者 罗一鸣 肖继军 李媛媛 马海霞 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期518-526,I0003,共10页
为探究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)对3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)热稳定性和力学性能的影响,利用分子动力学模拟(MD)研究了不同温度下DNTF(111)体系和DNTF(111)/PMMA复合体系的热稳定性(引发键长和内聚能密度)和力学性能[弹性系数(C_(ij... 为探究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)对3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)热稳定性和力学性能的影响,利用分子动力学模拟(MD)研究了不同温度下DNTF(111)体系和DNTF(111)/PMMA复合体系的热稳定性(引发键长和内聚能密度)和力学性能[弹性系数(C_(ij)),拉伸模量(E),体积模量(K),剪切模量(G),柯西压(C_(12)—C_(44))和泊松比];使用差示扫描量热法(DSC)进一步研究了两种体系的热稳定性。结果表明,在298~398K内,PMMA的加入使DNTF(111)体系的引发键键长减小0.016,CED(内聚能密度)增大0.05kJ/cm^(3),热分解峰温和活化能升高2℃和1.59kJ/mol。因此,PMMA被认为是改善DNTF热稳定性的有效高分子钝感剂。此外,力学性能模拟研究表明,PMMA使DNTF(111)的E、K和G降低0.58、0.32和0.22GPa,K/G提高0.04,说明PMMA也可以有效改善DNTF的力学性能。 展开更多
关键词 物理化学 DNTF PMMA 分子动力学模拟 PBX 熔铸炸药载体
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顺-2双(苯并呋喃)[60]富勒烯衍生物与NO相互作用的密度泛函研究
10
作者 贾睿 杨秀荣 +2 位作者 金波 赵凤起 徐抗震 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期602-609,共8页
为了考察[60]富勒烯衍生物的抗氧化性能,采用密度泛函理论计算方法,在6-311G(d,p)基组水平上研究了顺-2双(苯并呋喃)[60]富勒烯衍生物与NO之间的相互作用;对7种不同相互作用体系构型进行几何优化、能量计算、电子性质分析、Wiberg键级... 为了考察[60]富勒烯衍生物的抗氧化性能,采用密度泛函理论计算方法,在6-311G(d,p)基组水平上研究了顺-2双(苯并呋喃)[60]富勒烯衍生物与NO之间的相互作用;对7种不同相互作用体系构型进行几何优化、能量计算、电子性质分析、Wiberg键级分析和独立梯度模型分析。结果表明,NO与顺-2双(苯并呋喃)[60]富勒烯衍生物相互作用的本质是由色散力主导的范德华弱相互作用;NO以物理形式吸附在顺-2双(苯并呋喃)[60]富勒烯衍生物表面和笼型结构内部,且以N原子端为主;结合能绝对值排序为VII′>IX′>II′>IV′>III′>I′>V′>VI′>VIII′,相比[60]富勒烯,顺-2双(苯并呋喃)[60]富勒烯衍生物与NO分子发生更强的物理吸附,[60]富勒烯的化学修饰显著提高了其抗氧化性能。 展开更多
关键词 量子化学 密度泛函理论 顺-2双(苯并呋喃)60富勒烯衍生物 NO 富勒烯衍生物
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