新型四唑-5-甲酰肼高氯酸镍高氮含能配合物的合成与性能

寻找绿色低毒的无铅起爆药一直是含能材料的重要研究方向,本研究以1H-四唑-5-甲酸乙酯为原料通过肼解反应、配位反应合成了新型四唑类配体1H-四唑-5-甲酰肼(TZCA)及其高氯酸镍配合物Ni(TZCA)2(ClO4)2(ECCs-1),通过X-射线单晶衍射、红外光谱、核磁、元素分析、热重及同步热分析仪对其进行了结构表征和热分解性能测试;采用氧弹量热法测试了ECCs-1的燃烧热并采用盖斯定律和K-J方程预测了其爆轰性能;采用BAM方法测试了ECCs-1的感度;烤燃实验和铅板测试表征其起爆性能。结果表明,TZCA密度为1.83 g·cm^(-3),单斜晶系,C2/c空间群,堆积方式为V型交错堆积,ECCs-1粉末密度为1.90 g·cm^(-3),撞击感度为17 J,摩擦感度为72 N,热分解温度为336℃,其热分解反应活化能为183.3 kJ·mol^(-1),热爆炸临界温度为309.8℃,活化熵为46.745 J·K-1·mol^(-1),活化焓为178.563 kJ·mol^(-1)。热烤实验和铅板测试结果表明,ECCs-1具有良好的起爆性能。

含能离子盐3-肼基-5-氨基-1H-1,2,4-三唑硝酸盐的合成、结构及性能分析

为了得到性能优良的含能材料,以3,5-二氨基-1,2,4三唑为原料,经重氮化、还原反应得到3-肼基-5-氨基-1H-1,2,4-三唑盐酸盐(化合物1),化合物1和硝酸银通过复分解反应制备一种新型含能离子盐3-肼基-5-氨基-1H-1,2,4-三唑硝酸盐(化合物2);通过红外光谱、核磁共振谱、质谱、元素分析和X-射线单晶衍射分析等对化合物2进行结构表征;利用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)研究了其热分解过程;采用Crystal Explorer 17.5软件计算了化合物2晶体中的氢键对其分子间相互作用力的贡献,并研究了其爆轰与安全性能。结果表明,化合物2属于单斜晶系,空间群为P 2/n,晶胞参数a=6.9296A、b=9.9082A、c=13.3696A、α=90.00°、β=103.51(2)°、γ=90.00°、V=892.54(11)A^(3),其热分解温度为189.7℃,表现出良好的热稳定性;同时化合物2具有优异的爆轰性能和较低的感度,其爆速和爆压分别为8673 m/s和32.5 GPa,摩擦感度和撞击感度分别为112 N和25 J。

一种基于平面波技术的三维超声成像方法研究

三维超声成像能提供直观和真实感的组织信息,便于医生对医学体进行观察和分析,已广泛应用于疾病诊断、手术规划和导航中。针对现有超声技术在采集速度和图像质量上的不足,该文采用一种新型的多角度平面波技术获得超声回波信号,并通过USB3.0高速端口传输到PC端,然后进行平面波相干合成、对数压缩、超声序列存储及三维重建等操作,搭建了实验平台并进行测试,研究表明该文方法具有采集速度高,成像效果好的优势。

关于火工药剂发展的几点思考

1.火工药剂的基本内涵火工药剂是一类具有高敏感性、高可靠性、高反应速率的亚稳态物质,属于特种能源物质,是一类极为特殊的含能材料。它的作用是接受外界微弱的初始冲能或某种非炸药刺激,促使其自身发生快速化学反应,实现能量转换,输出燃烧、爆燃或爆轰。根据其发生化学反应进行能量转换形式或功效的不同(图1),火工药剂一般可分为起爆药、传爆药、点火药、传火药、击发药、针刺药、延期药、作功药剂及烟火药剂等。

基于现场可编程门阵列的高分辨率超声成像系统设计

目的:超声成像仪在医学成像诊断中扮演重要角色。高频超声成像设备可以提供高分辨率的图像,对眼科和皮肤科的临床医学诊断有重要意义。此外,生物医学影像学中的小动物实验也需要提供精细分明的图像便于观察和研究。为了提供高分辨率和低成本的超声成像设备,本文设计了一种基于单阵元高频率换能器的超声成像系统。方法:使用35 MHz单阵元聚焦换能器作为超声探头,实现超声波与电量信号之间的转换;以现场可编程门阵列为核心控制处理器,控制超声波的发射和接收。设计基于希尔伯特变换的数字正交解调器完成对超声回波信号解调。经过处理的超声回波包络信息在Visual Studio 2012开发环境下设计的上位机交互显示软件进行成像显示。采集离体生物组织和成像仿体的图像数据,结合MATLAB软件进行数据处理,通过分析图像灰度值变化情况判断系统性能指标。结果:通过硬件系统实时观察前端超声回波数据以及最终成像结果判断,该成像系统图像清晰、工作正常。结论:该成像系统电路设计合理、信噪比低,系统分辨率达到40μm,其他性能参数都达到较好水平。

含能离子盐3-氨基-5-肼基-1,2,4-三唑2,4,6-三硝基-均苯三酚的合成及性能研究

以3,5-二氨基-1,2,4三唑为原料,经重氮化、还原反应以及成盐反应合成一种阴阳离子2:2型含能离子盐3-氨基-5-肼基-1,2,4-三唑2,4,6-三硝基-均苯三酚盐(AHTr·TNPG)。采用X-射线单晶衍射分析、红外光谱、核磁共振谱、质谱和元素分析等对其进行结构表征和理化性能测试;通过差示扫描量热分析技术(DSC)和热重分析技术(TG-DTG)对其热分解行为进行研究;测试了其机械感度,并运用Gaussian 09程序和EXPLO5(V6.04)软件计算了其爆轰参数。结果表明,AHTr·TNPG属于单斜晶系,Cc空间群,晶体密度为1.807g/cm^(3),分解温度为174℃;理论爆速为8475m/s,理论爆压为30.4GPa;实测机械感度低,摩擦感度为324N,撞击感度为30J。AHTr·TNPG展现出良好的热稳定性和优异的爆轰性能,爆轰参数优于TNT和TATB,接近RDX,是一种钝感高能炸药。

NTO·(3,5-DATr)含能离子盐和NTO/IMZ含能共晶的制备、晶体结构及性能

为改善钝感炸药3‑硝基‑1,2,4‑三唑‑5‑酮(NTO)的酸性,将NTO分别与3,5‑二氨基‑1,2,4‑三唑(3,5‑DATr)、咪唑(IMZ)反应,制备得到了NTO·(3,5‑DATr)含能离子盐(Ⅰ)和NTO/IMZ含能共晶(Ⅱ)。通过溶剂挥发法培养得到了单晶,利用X‑射线单晶衍射仪确定了其晶体结构。晶体Ⅰ属于单斜晶系,空间群为P21/c,Mr=229.19,晶胞参数a=3.5687(7)Å,b=17.245(3)Å,c=14.655(3)Å,β=93.79(3),V=899.9(3)Å^(3),Z=4,D_(c)=1.692 g·cm^(-3);晶体Ⅱ属于正交晶系,空间群为Pbcn,Mr=207.17,晶胞参数a=16.9398(16)Å,b=5.6802(5)Å,c=17.9111(19)Å,V=1723.4(3)Å^(3),Z=4,D_(c)=1.597 g·cm^(-3)。采用差示扫描量热法(DSC)和热失重法(TG)研究了其热分解行为,结果表明二者均具有良好的热稳定性。运用Gaussian 09程序对化合物结构进行优化并计算其生成焓,用EXPLO 5软件对二者的爆速和爆压进行了评估(Ⅰ:D=7662.3 m·s^(-1),p=21.0 GPa;Ⅱ:D=6490.2 m·s^(-1),p=14.6 GPa)。采用BAM方法测试了其机械感度,结果表明,二者均对撞击和摩擦钝感(IS>40 J,FS>360 N)。利用pH计测试了化合物标样的pH值,在0.01 mol·L^(-1)的标准溶液中NTO,Ⅰ和Ⅱ的pH值分别为2.92(22.8℃),4.10(22.7℃),4.98(22.8℃),表明盐和共晶的形成在一定程度上改善了NTO的酸性。

一种应用于高频超声成像的机械扇扫装置

高频率超声以其较高的分辨率可以对活体组织进行非侵入、动态、实时成像而被广泛应用在眼科、皮肤科等临床和针对小动物的临床前研究中。高频探头主要有单振元式和阵列式。阵列式高频探头结构复杂、制作难度大整套系统价格昂贵;而单振元探头相对来说结构简单,制作容易、价格较低,且具有较好的分辨率。文中讲述了一种基于单振元高频率超声的高速机械扇形扫描装置的新设计,详细讲述了该装置的结构、工作原理及其优点。最后对其应用前景进行了展望。

1,2,3-三唑类含能化合物的合成研究进展

1,2,3-三唑类含能化合物具有密度高、生成焓高及热稳定性好等特点,近年来受到科研人员的广泛研究和报道.较全面地综述了单环1,2,3-三唑、多环1,2,3-三唑和稠环1,2,3-三唑类含能化合物的研究成果,对其合成方法、感度和爆轰性能进行了总结.结果表明,1,2,3-三唑含能化合物具有良好的爆轰性能和热稳定性,在含能材料领域具有重要的研究价值和应用潜力.最后,对1,2,3-三唑含能化合物的发展现状进行总结与展望,提出了各类1,2,3-三唑含能化合物未来可能的应用方向,以期为从事含能化合物研究的科研人员提供一定的参考.