高能量密度材料

摘要： 含能材料是用作混合炸药、发射药、推进剂和火工品的高能量组分的化合物,是武器发射、推进和毁伤的能源。为了满足日益增长的先进武器等方面需求,近几十年来,全氮与多氮杂环含能化合物因高氮含量和高生成热成为了研究热点。现代含能化合物不仅应具有更高的能量密度,更要兼顾低感度与良好的热稳定性。全氮化合物由于其独特的分子组成和结构一直备受关注,而五唑阴离子(cyclo-N;)的成功合成进一步推动了全氮含能化合物的发展。主要从氮原子簇化合物、离子型全氮化合物、聚合氮3个方面简述了全氮含能化合物的研究进展和存在的主要问题,重点综述了五唑阴离子的合成,以及金属与非金属五唑衍生物的相关研究成果。在多氮含能材料方面,概述了氮含量高于80%的高氮化合物的研究进展,包括二元碳氮共价化合物、二元碳氮阴离子和四唑类含能化合物。并分析了全氮多氮含能化合物未来的研究方向和应用前景。

摘要： 为了阐明聚合氮的形成、分解及性能,利用金刚石对顶砧研究了氮气的高压相变行为,在高温高压条件下制备了立方偏转聚合氮(cg-N),完成了结构表征及卸压研究,计算了cg-N在不同压力下的能量性能。结果表明,氮气在升压过程经历了5个相态4个相变点,分别是β-N_(2)相、δ-N_(2)相、ε-N_(2)相、ζ-N_(2)相和η-N_(2)相;其中η-N_(2)相为cg-N的前体,在131.6GPa对其进行激光加热得到了cg-N;cg-N卸压过程中发生了1次相变,其分解压力为33.8GPa;cg-N的晶体结构属于I 213点群,0GPa下的理论密度高达3.398g/cm^(3),爆热为9.58kJ/g,爆速为16.43km/s、爆压为176.45GPa。

摘要： 通过在吡咯环中引入硝基亚胺,本研究设计了一系列吡咯的硝基亚胺衍生物,旨在寻找高能量密度化合物.其间通过计算G3MP2能级的生成热、键离解能和键序,对分子稳定性进行了深入的探讨.结果表明,本研究设计的分子具有足够的热稳定性和动力学稳定性.为评价其作为高能量密度化合物的潜在应用价值,笔者利用Kamlet-Jacobs方程计算了其爆轰速度和爆轰压力.基于计算结果,本文筛选出四种硝基亚胺吡咯衍生物(D1,即1,2,3,4-四硝基亚胺吡咯-1H-吡咯;D2,即2,3,4,5-四硝基亚胺吡咯-1H-吡咯;D3,即1,2,3,5-四硝基亚胺吡咯-1H-吡咯;E,即1,2,3,4,5-五硝基亚胺吡咯-1H-吡咯)作为可能的高能量密度分子,供进一步研究.

摘要： 以4-氯吡唑为原料,设计并合成了一种新的含能化合物——3,4-双((4-氯-3,5-二硝基-1H-吡唑-1-基)甲基)-氧化呋咱,通过溶剂蒸发获得到了晶体.通过核磁共振、傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪和热失重分析仪对该化合物及其中间产物的结构进行了表征,并通过X射线单晶体衍射仪对产物晶体结构进行了测试.测试结果显示,该化合物属于正交晶空间群Pbca,晶胞参数为a=10.1817(7)?,b=16.1917(11)?,c=21.7300(16)?,V=3582.4(4)?3,α=90°,β=90°,γ=90°,Z=8,Dc=1.836 g·cm-3.采用Kamlet-Jacobs半经验方程预测了化合物的爆速8304 m·s-1和爆压30.5 GPa.采用BAM标准方法进行感度测定,测得撞击感度为9 J,摩擦感度为180 N.

摘要： 以3,4-双(4'-硝基呋咱-3'-基)氧化呋咱和羟胺为原料,发现了高密度七元环化合物7H-双呋咱并[3,4-b∶3',4'-f]氧化呋咱并[3",4"-d]氮杂环庚三烯(HATF)的一种新合成方法,提出并阐明了分子内环化与羟胺还原的反应机理;利用红外光谱、核磁共振、元素分析对产物结构进行了表征,结合理论模拟,完成了 13C NMR和15NNMR谱的归属研究;成功培养了适合单晶X-射线衍射分析的HATF单晶,利用EXPLO5软件预估了 HATF的理论爆速(D)和爆压(p),采用差示扫描量热技术(DSC)研究了 HATF的热分解过程.结果表明,HATF属于单斜晶系,空间群为P212121,a = 5.991(7)?,b = 10.270(12)?,c= 13.192(15)?,V = 811.7(17)?3,Z = 4,ρ = 1.924g/cm3,F(0 0 0)=472,μ =0.166mm-1,S = 1.032,R1= 0.0404,wR2 = 0.0854;HATF 的理论爆速和爆压分别为8541m/s 和31.4GPa,能量水平与RDX相当.HATF的转晶峰温为183°C,熔点为227.7°C,起始分解温度为271.5°C,表明HATF是一种密度大、热稳定性好、爆轰性能优异的高能量密度化合物.

摘要： 含能材料(火炸药)起源于中国四大发明之一,是一类通过瞬态化学反应产生高温高压效应的物质,是武器发射、推进、毁伤的化学能源,同时被广泛应用于冶金、勘探、航天等领域,是国家战略资源和国防安全的关键与核心技术的重要组成。从空间尺度研究含能材料的元素、介观/微观、宏观结构与性能本构关系,从时间维度研究含能材料分解、燃烧、爆炸规律,成为科学探索的基础平台与发展空间;高能量密度材料创制、能量释放控制新方法、绿色数字化制造等成为技术前沿发展方向。

摘要： 从实验和理论方面综述了N5(包括"V"型N+5和环状N-5)衍生物的近期研究进展.介绍了N+5及其衍生物N+5 AsF-6、N+5 SbF-6和N+5[P(N3)6]-等10个离子盐的合成以及N+5 M-(M=Sb(OH)6、Sb(OH)4F2、AlF6、AlF4、BF4、B(CF3)4、PF6、AsF6和SbF6)和N+5 B(N3)-4的理论研究;N-5及其衍生物[Na(N5)(H2 O)]·2H2 O等19个金属配合物(其中12个配位聚合物)和(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl等17个非金属含能离子盐的合成以及BaN5、CuN5和M(N5)3(M=Al、Ga、Sc和Y)的理论研究,对N-5衍生物的能量性能进行了比较;并简单介绍了N-5的高压合成方法;指出了N5衍生物的发展趋势.附参考文献45篇.

摘要： 高能量密度材料的发展刘吉平,刘莉莉,刘晓波含能化合物的性能主要由密度、氧平衡、生成热、稳定性等构成,其中,密度是最重要的因素,因为密度决定爆压和爆速.高能量密度材料(HEDMs)的发展趋势之一是研究高氮的含能材料.氮含量高的化合物不像硝基或硝酸酯那样仅仅依靠碳骨架的分子内氧化释放能量,它可以从形成热中获得大量能量.由于含能材料的反应不是核反应,因此研发出的新的含能材料应该具备优良性能,应能满足做功威力大、对外界作用不敏感、能量释放率高、使用寿命长、相容性良好、生物性能优异、毒性低、吸潮性低,同时还要确保装药对勤务以及战场环境的安全性,满足军事和民用的要求.

摘要： 以二氨基呋咱(DAF)为底物,与乙二醛进行醛胺缩合反应,合成4a,5,9a,10-四氢-4H,9H-[1,2,5]噁二唑[3',4':5,6[吡嗪[2,3-b][1,2,5]噁二唑[3,4-e]吡嗪(化合物2),再与甲醛加成,得到1,2,5-恶二唑[3',4':5,6]吡嗪-1,2,5-恶二唑吡嗪-4,9-二甲醇(化合物3),化合物3在硝酸/乙酸酐体系中硝化,生成具有高稳定性的稠环结构5,10-二硝基甲基-1,2,5噁二唑并[3',4':5,6]吡嗪并-1,2,5-噁二唑并吡嗪-4,9-二亚甲基二乙酸酯(化合物4);用X-射线单晶衍射仪对其单晶结构进行扫描,用差示扫描量热仪测试其热稳定性,用BAM撞击感度仪和BAM摩擦感度测试仪测试其机械感度,用EXPLO5(V6.02)软件计算化合物的爆轰性能.结果表明,化合物4属于单斜晶系,空间群为C2/c,晶体密度为1.72 g/cm3(173 K),热分解温度为210°C,撞击感度为20 J,摩擦感度为270 N,理论爆压为20.0 GPa,理论爆速为7160 m/s,综合性能优于TNT,是一种有应用潜力的新型含能材料.

摘要： 使用能量比HMX更高的炸药对武器系统的发展至关重要,但以——NO基为致爆基团的CHNO类炸药的能量极限只比HMX高约30﹪.多氮化合物的能量可望比HMX提高数倍;金属氢的能量比HMX高1~2个量级,建议开展理论和实验研究.基于核技术的超高能量密度材料,如若研制成功,将使战略、战术武器和空间技术发生革命性变化,建议制定规划,立即开始基础性研究.

摘要： 基于量子化学方法全优化分子几何构型,求得分子平均摩尔体积(V)和化合物的理论密度(ρ)以及生成热(ΔH),进而可按Kamlet方程估算炸药的爆速(D)和爆压(p).以氮杂环和有机笼状化合物为例,证实了该理论方法的可靠性.发现随环增大和羰基的引入,氮杂环类的ρ、D和P值增加,对于系列多硝基金刚烷,含相等硝基数(n)的同分异构体的ρ、D和P值相差不大;随硝基数n的增加,其ρ、D和ρ明显增大;当n≥7时,可能成为高能量密度化合物.

摘要： 研究了1，3，5-三硝基-六氢化-1，3，5-三嗪-2-酮(Keto—RDX)的合成新方法，以乌洛托品和硝基胍为原料，通过Mannich反应得到2-硝亚胺基-六氢化-1，3，5-三嗪盐酸盐(NIHT·HCl)，经HN03／AC20硝化得到Keto—RDX，产率为72．0％纯度为98．5 ％，并采用核磁共振、红外、质谱以及元素分析等表征了结构。研究了NIHT．HCl的硝化方法，采用HN03／H2S04或HN03硝化得到2-硝亚胺基-5-硝基．六氢化-1，3-5-三嗪(NNHT)，产率为89．5％;在0°C～5°C下采用HN03／AC20硝化得到2-硝亚胺基-1，3,5-三硝基-六氢化-1，3，5．三嗪(YTNHT)，产率为62．1％。x—rav单晶结构解析表明：Keto-RDX属于正交晶系，空间群P nma，晶胞参数a=1．00566(17)nm，6=1．3483(2)nm，c=0．59822(10)nm，V=0．8112(2)nm3，z=4，Dc=1．933 g.cm-3，“mm-1=0．188 ，F(000)=480。

摘要： 研究了1，3，5-三硝基-六氢化-1，3，5-三嗪-2-酮(Keto—RDX)的合成新方法，以乌洛托品和硝基胍为原料，通过Mannich反应得到2-硝亚胺基-六氢化-1，3，5-三嗪盐酸盐(NIHT·HCl)，经HN03／AC20硝化得到Keto—RDX，产率为72．0％纯度为98．5 ％，并采用核磁共振、红外、质谱以及元素分析等表征了结构。研究了NIHT．HCl的硝化方法，采用HN03／H2S04或HN03硝化得到2-硝亚胺基-5-硝基．六氢化-1，3-5-三嗪(NNHT)，产率为89．5％;在0°C～5°C下采用HN03／AC20硝化得到2-硝亚胺基-1，3,5-三硝基-六氢化-1，3，5．三嗪(YTNHT)，产率为62．1％。x—rav单晶结构解析表明：Keto-RDX属于正交晶系，空间群P nma，晶胞参数a=1．00566(17)nm，6=1．3483(2)nm，c=0．59822(10)nm，V=0．8112(2)nm3，z=4，Dc=1．933 g.cm-3，“mm-1=0．188 ，F(000)=480。

摘要： 研究了1，3，5-三硝基-六氢化-1，3，5-三嗪-2-酮(Keto—RDX)的合成新方法，以乌洛托品和硝基胍为原料，通过Mannich反应得到2-硝亚胺基-六氢化-1，3，5-三嗪盐酸盐(NIHT·HCl)，经HN03／AC20硝化得到Keto—RDX，产率为72．0％纯度为98．5 ％，并采用核磁共振、红外、质谱以及元素分析等表征了结构。研究了NIHT．HCl的硝化方法，采用HN03／H2S04或HN03硝化得到2-硝亚胺基-5-硝基．六氢化-1，3-5-三嗪(NNHT)，产率为89．5％;在0°C～5°C下采用HN03／AC20硝化得到2-硝亚胺基-1，3,5-三硝基-六氢化-1，3，5．三嗪(YTNHT)，产率为62．1％。x—rav单晶结构解析表明：Keto-RDX属于正交晶系，空间群P nma，晶胞参数a=1．00566(17)nm，6=1．3483(2)nm，c=0．59822(10)nm，V=0．8112(2)nm3，z=4，Dc=1．933 g.cm-3，“mm-1=0．188 ，F(000)=480。

摘要： 研究了1，3，5-三硝基-六氢化-1，3，5-三嗪-2-酮(Keto—RDX)的合成新方法，以乌洛托品和硝基胍为原料，通过Mannich反应得到2-硝亚胺基-六氢化-1，3，5-三嗪盐酸盐(NIHT·HCl)，经HN03／AC20硝化得到Keto—RDX，产率为72．0％纯度为98．5 ％，并采用核磁共振、红外、质谱以及元素分析等表征了结构。研究了NIHT．HCl的硝化方法，采用HN03／H2S04或HN03硝化得到2-硝亚胺基-5-硝基．六氢化-1，3-5-三嗪(NNHT)，产率为89．5％;在0°C～5°C下采用HN03／AC20硝化得到2-硝亚胺基-1，3,5-三硝基-六氢化-1，3，5．三嗪(YTNHT)，产率为62．1％。x—rav单晶结构解析表明：Keto-RDX属于正交晶系，空间群P nma，晶胞参数a=1．00566(17)nm，6=1．3483(2)nm，c=0．59822(10)nm，V=0．8112(2)nm3，z=4，Dc=1．933 g.cm-3，“mm-1=0．188 ，F(000)=480。

摘要： 从高能、钝感、低特征信号3个方面综述了近年来国内外在固体推进剂研究方面取得的最新进展，说明了固体推进剂在国防领域受到了高度重视和广泛关注，并归纳了固体推进剂的技术发展趋势。

摘要： 从高能、钝感、低特征信号3个方面综述了近年来国内外在固体推进剂研究方面取得的最新进展，说明了固体推进剂在国防领域受到了高度重视和广泛关注，并归纳了固体推进剂的技术发展趋势。

摘要： 从高能、钝感、低特征信号3个方面综述了近年来国内外在固体推进剂研究方面取得的最新进展，说明了固体推进剂在国防领域受到了高度重视和广泛关注，并归纳了固体推进剂的技术发展趋势。

摘要： 建立了四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADBIW)反相高效液相色谱分析方法,对TAD-BIW产品的纯度进行了分析,同时对TADBIW的硝化及氢解反应进行了研究,为六苄基六氮杂异伍兹烷(HBIW)氢解工艺的改进提供了有益的数据.

摘要： 本发明提供了一种大面积电容材料及其制备方法，该电容材料为CC/Fe2O3，其中CC为一种碳布。本发明提供了一种对称型电化学电容器，其包括正极、负极、电解液、隔膜及集电器，所述正极和负极的材料为CC/Fe2O3。本发明提供的对称型电化学电容器，以廉价且易得的碳布为电极原材料，制得的对称型电化学电容器电极材料面积大、单位面积电容高、循环性好、稳定性高，具有高能量密度和功率密度。本发明提供的对称型电化学电容器通过简单有效且环境友好的反应得到电化学性质优越的电极材料，并组装出对称型电化学电容器，其所用的设备简单，易于推广，可以通过调节反应液浓度及反应时间，以得到电化学性质有所区别的电极材料。

摘要： 本发明提供了一种掺杂F的氧化铁大面积电容材料及其制备方法，该电容材料为CC@Fe

摘要： 本发明公开了一种高能量密度软包电池高安全电解液，属于锂离子电池领域。所述电解液包括非水性有机碳酸酯类溶剂、电解质锂盐和功能性电解液添加剂，所述功能性电解液添加剂包括常规成膜添加剂和经过修饰的纳米氧化物。采用本发明所述的电解液，电池在不存在外力作用的条件下正常工作，当存在外力作用时电解液瞬间变为准固态，当外力消失后电池仍可正常工作，从而解决了高能量密度软包电池的安全问题。

摘要： 本发明公开了高能球磨法制备高能量密度的Ga2S3锂/钠离子电池负极材料，涉及锂/钠硫电池材料技术领域。制备方法包括步骤：S1，镓硫按照原子比2：3，在25‑35°C下搅拌18‑48小时，获得搅拌产物；S2，将S1的搅拌产物与氧化石墨烯按质量比8：2进行球磨，得到球磨产物；S3，将球磨产物进行煅烧，得到复合物Ga2S3@S/rGO，即为高能量密度的Ga2S3锂/钠离子电池负极材料。通过本发明提供的材料，一方面解决了多硫化物的溶解问题，另一方面满足了高能量密度的材料粉化造成的能量损失问题。本发明提供的所述的高能球磨法制备高能量密度的Ga2S3锂/钠离子电池负极材料，在纽扣电池的测试中该材料在经过1500圈的循环后仍保持有80％的可逆循环能量，具有良好的工业化应用前景。

摘要： 本发明公开了一种高能量密度高功率密度湿式铜基摩擦材料，包括合金组元、润滑组元和摩擦组元；所述合金组元包括以下重量百分比原料：铜粉57％～66％、锡粉3％～8％、锌粉4％～8％、镍粉1％～4％、钛粉1％～4％；所述润滑组元包括以下重量百分比原料：石墨粉16％～20％、石油焦1％、PiS3％～5％；所述摩擦组元包括以下重量百分比原料：ZrO22％～5％、MgO 2％～5％。

摘要： 本发明提供了一种锂离子电池用高能量密度与高功率密度负极材料，所述负极材料为“猕猴桃”结构，所述“猕猴桃”芯为软碳基体，所述“猕猴桃”籽为均匀分散在软碳基体表面的纳米硅材料，所述“猕猴桃”果肉为均匀分散在软碳基体及纳米硅表面的碳纳米管，所述“猕猴桃”外皮为导电碳包覆层。同时，本发明提供了上述负极材料的制备方法。本发明制备的复合负极材料具有协同作用，能有效弥补软碳的低压实密度以及硅的循环膨胀问题。

摘要： 本发明提供了一种掺杂F的氧化铁大面积电容材料及其制备方法，该电容材料为CCFe

摘要： 本发明提供了一种大面积电容材料及其制备方法，该电容材料为CC/Fe2O3，其中CC为一种碳布。本发明提供了一种对称型电化学电容器，其包括正极、负极、电解液、隔膜及集电器，所述正极和负极的材料为CC/Fe2O3。本发明提供的对称型电化学电容器，以廉价且易得的碳布为电极原材料，制得的对称型电化学电容器电极材料面积大、单位面积电容高、循环性好、稳定性高，具有高能量密度和功率密度。本发明提供的对称型电化学电容器通过简单有效且环境友好的反应得到电化学性质优越的电极材料，并组装出对称型电化学电容器，其所用的设备简单，易于推广，可以通过调节反应液浓度及反应时间，以得到电化学性质有所区别的电极材料。

摘要： 本发明所述的一种高能量密度和功率密度碳材料的制备方法，是通过控制淀粉的量，缓冲溶液的浓度，来调配一定的pH值范围，在一定的水浴温度下搅拌一定的时间，过滤，干燥，乙醇洗涤，在一定的碳化温度，碳化时间，升温速率下，获得相对应的碳材料；通过控制电解质溶液的选择，电流密度，操作电压等参数，来获得具高能量密度和功率密度电容器的电极材料。

摘要： 本发明公开了一种具有高功率密度和高能量密度的新型电池型超级电容电极材料，该电极材料由多层Bi2S3/CNT薄膜和rGO薄膜复合制得，其中Bi2S3/CNT薄膜层数和rGO薄膜层数相同且彼此交替堆叠设置。本发明还公开了制备该电极材料的方法，首先涂布Bi2S3/CNT材料并干燥，然后电化学沉积将氧化石墨烯沉积在的Bi2S3/CNT上；最后利用循环伏安法将氧化石墨烯还原为rGO得产品。本发明电容电极材料同时具有高的能量密度(460Wh/kg)、功率密度(22802W/kg)和比电容(电流密度为22A/g时，比电容为3568F/g)，且循环稳定性优异(1000圈循环后保留初始容量的90％)。