基于咪唑并[4,5-d]哒嗪设计潜在高能量密度化合物

为了开发新型高能量密度材料,以咪唑并[4,5-d]哒嗪为环骨架结构设计出10种咪唑并[4,5-d]哒嗪衍生物,采用密度泛函理论(DFT)在B3PW91/6-31G(d, p)水平下,对咪唑并[4,5-d]哒嗪衍生物的分子结构稳定性和爆轰性能进行了系统的理论研究。结果表明:分子结构稳定性由密度修饰基团和能量修饰基团共同作用;-OH和-CF(NO2)2对目标化合物的密度提升效果最显著;-NH_(2)对目标化合物的生成焓提升效果最为显著;-C(NO_(2))_(3)能够最大限度的提高目标化合物的爆轰性能,但同时会显著降低最弱键键离解能。咪唑并[4,5-d]哒嗪衍生物的理论密度为1.8~2.1 g·cm^(-3),固相生成焓为-310~410 kJ·mol^(-1),爆速为8.0~9.5 km·s^(-1),爆压为29.5~42.5 GPa,最弱键离解能为100~270 kJ·mol^(-1)。综合考虑爆轰性能和分子结构稳定性,推荐B3和C3为潜在高能量密度化合物候选物。

不同层状变燃速发射药药型的内弹道性能数值模拟

为研究药型对层状变燃速发射药内弹道性能的影响,基于经典内弹道理论建立了多种药型的层状变燃速发射药物理燃烧模型,并推导计算了对应的形状函数与燃气生成猛度表达式,通过VC++软件对在定容条件下的不同药型的层状变燃速发射药内弹道性能进行了数值计算。结果表明:圆饼与方片层状变燃速发射药的燃烧性能相似,且比两面包覆的矩形变燃速发射药燃烧性能好;对于长方体变燃速发射药四面包覆比两面包覆的燃气生成猛度有明显的提高。在12.7mm枪装填条件下,长方体四面包覆比两面包覆膛内最大压力和弹丸初速分别降低11.94%和2.39%。