叠氮化银起爆药连续化合成芯片的设计与应用研究

针对叠氮化银(AgN3,简写为SA)起爆药合成过程对于反应溶液快速混合的要求,设计制作了连续反向旋T形微混合芯片,并采用Ansys Fluent仿真模拟软件对芯片结构及反应物流速等因素对混合效率的影响规律进行了研究,优化获得了高效微混合芯片结构。使用该芯片进行了纳米SA起爆药的连续化合成,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)研究了SA起爆药的形貌、成分结构与热性能。结果表明:当微混合芯片的通道尺寸为1 mm,对撞角度180°,反应物流速4 mL·min^(-1)以上时,可获得接近100%的混合效率。通过调节反应物流速、浓度和添加表面活性剂,可有效调控产物粒径及其分布,且反应产物主要成分为正交晶系的AgN3晶体。相较常规方法,使用微流控方法制备的SA起爆药放热峰温度由365.2℃提前到358.2℃(降低7℃),且放热量由851.6 kJ·kg^(-1)升高到976.7 kJ·kg^(-1)(升高14.7%),表明微流控方法制备的SA起爆药具有更高的反应活性和能量。

原位反应法制备填充叠氮化铜的碳纳米管阵列

以定向碳纳米管阵列为工作电极,采用电化学沉积法制备填充纳米铜颗粒的碳纳米管阵列,研究不同电沉积参数对碳纳米管填充铜纳米颗粒的影响规律;采用气-固原位反应法获得填充叠氮化铜的碳纳米管含能阵列。采用扫描电镜、X射线衍射仪对填充叠氮化铜的碳纳米管阵列及其前驱体进行结构表征,采用差示扫描量热仪研究其热性能。结果表明:当沉积电流为1 mA和10 mA,可获得填充效果理想的填充有纳米铜的碳纳米管阵列;气固原位反应过程中碳纳米管阵列不与叠氮酸发生反应。在热板点火作用下填充叠氮化铜的碳纳米管阵列可靠起爆。采用兰利法获得其50%电发火能量为3.09 mJ。

叠氮化铜驱动飞片起爆HNS-IV的研究

针对以叠氮化铜微装药为基础的MEMS起爆传爆序列,利用数值模拟的方法研究起爆序列结构对起爆性能的影响。研究结果表明:飞片的剪切形状与文献结果相符。在装药直径一定的情况下,随着装药厚度的增加,飞片速度增加;当装药厚度为0.5mm、装药直径大于0.7mm时,增加装药直径不能进一步增加飞片速度;当叠氮化铜的尺寸为Φ0.7mm×0.5mm、加速膛长度为0.56mm时,系统能够起爆HNS-IV炸药。利用文献数据拟合得到了HNS-IV炸药的冲击起爆判据,模拟结果符合HNS-IV的冲击起爆判据。

叠氮化铜JWL状态方程参数拟合

采用电探针法测定了叠氮化铜微装药尺寸下的爆轰速度,根据叠氮化铜的密度和测定的爆轰速度,运用γ律状态方程拟合出了JWL状态方程参数。将拟合出的JWL状态方程参数用于动力学数值模拟程序LS-DYNA中,数值模拟叠氮化铜爆轰驱动飞片的作用过程,并将数值模拟与实验数据对比。结果显示,拟合出的JWL状态方程参数具有较高的精度,数值模拟结果与实验值相吻合,偏差在5%以内,拟合参数能够满足计算爆炸力学的应用要求。

两种不同结构纳米叠氮化铜的含能特性研究

针对两种不同结构纳米叠氮化铜(三维多孔结构以及一维阵列结构)开展含能特性研究,重点研究了热性能以及电爆性能。研究结果表明:叠氮化铜的不同纳米结构影响其热性能及电爆性能。当采用镍铬换能元起爆叠氮化铜时,相比于三维多孔结构叠氮化铜,一维阵列结构叠氮化铜对热更敏感,同时可以释放出更多能量。当采用半导体桥换能元起爆叠氮化铜时,不同于三维多孔结构叠氮化铜的热引发机理,一维阵列结构叠氮化铜的50%发火电压更大,作用时间更长,引发机理为等离子引发。

β-D-吡喃葡萄糖叠氮化物的合成及晶体结构

合成了-βD-O-四-乙酰基糖基叠氮化合物,并得到单晶,经X射线衍射方法解析,其晶系属于单斜晶系,P21空间群,其中a=0.7596(6)nm,b=1.518 4(13)nm,c=1.6412(14)nm,V=1.8930(3)nm3,α=90.00°,β=90.045(1)°,γ=90.00°,Z=2.在晶体结构中,六元糖环采取经典4C1椅式构象,糖环上所有的取代基均以平伏键存在,其中叠氮基不是以直线型结构存在,呈现一定的弯曲现象.

叠氮化银的耐高温性能研究

为了研究叠氮化银(AgN_3,简称为SA)的耐高温性能,制备了SA样品,以180℃、220℃、250℃为温度点,24h、50h、72h、100h为时间节点设计高温贮存实验;收集高温实验SA样品,采用差示扫描量热法测试高温样品的热性能,采用X射线衍射测试高温样品的晶体结构,并采用铅板法测试了高温样品的起爆能力。结果表明:SA能够在180℃高温箱内连续放置100h不发生分解,在220℃下贮存100h和250℃下贮存30h后性能保持稳定。

耐高温起爆药叠氮化镉的合成与性能研究

针对持续高温暴露、烤爆环境以及油气深井开采中应用的火工品对耐高温起爆药的需求,合成、评估了新型起爆药叠氮化镉。利用复分解反应研究了叠氮化镉的合成方法与工艺,通过成分、IR分析对叠氮化镉的结构进行了表征和确认。对叠氮化镉的热、感度、爆速、起爆能力等性能进行评估,叠氮化镉分解温度比叠氮化铅高,分解峰达到334~370℃,爆炸温度达到417~426℃;叠氮化镉撞击感度相当于叠氮化铅,而摩擦感度、静电感度比叠氮化铅钝感。叠氮化镉是一种优良的耐高温起爆药,可以代替叠氮化铅用于军用耐高温雷管、深井石油开采爆破装置以及工程雷管中。

两种粒度叠氮化铅半导体桥点火特性研究

用半导体桥(Semiconductor Bridge,SCB)研究了点燃两种不同粒度(细化5～15μm和结晶300μm)的叠氮化铅(LeadAzide,LA)所需的电压、电流和光信号。结果表明:细化LA被SCB点燃时,其出光时间早于SCB二次峰结束时间,而结晶LA出光时间要晚于SCB二次峰结束时间。随SCB点火电压增加,SCB二次峰的持续时间以及出光时间均缩短。由D-最优化法所得两种LA点火数据显示:细化LA的最小发火电压是结晶LA的50%。

叠氮化反应进展(Ⅰ)——羰基化合物叠氮化

有机叠氮化合物含有叠氮基高能活性官能团,是一类重要的有机合成中间体及目标,目前已被广泛应用,该类化合物均来自叠氮化反应。本文主要综述了该类反应近些年的研究进展,阐述了羰基化合物的叠氮化反应的进展情况,主要包括醛、羧酸及羧酸衍生物的反应情况,并对部分反应机理进行了讨论。

叠氮化铜纳米线阵列反应动力学研究

以有序结构叠氮化铜纳米线阵列为研究对象,结合实验现象开展原位反应机理分析,在此基础上,首次建立了叠氮化铜纳米线阵列三维稳态气固未反应核数学模型;通过对比反应时间对叠氮化程度的影响规律,验证反应动力学模型的正确性。研究结果表明,叠氮化反应程度随反应时间增加而增加,反应时间大于15h后,反应速率减缓。反应时间与叠氮化铜纳米线阵列叠氮化程度较好地符合S型函数DoseResp模型,模拟仿真结果可为叠氮化铜纳米线阵列工艺参数优化及爆炸性能研究提供数据支撑。

叠氮化反应及其在炸药合成中的应用

本文在阐述叠氮化反应机理的基础上，讨论了在有机分子中引入叠氮基的几种方法与技术及其在炸药合成中的应用．

与键角有关的叠氮化银的位能面和无辐射跃迁

用考虑到电子相关能的量子化学从头算方法 (MC CEPA ,ACPF和CEPA)计算了键叠氮化银Ag N与N N间面内与面外不同键角和面外一定的键角沿着AgNNN间的距离R2 几个最低的激发态和基态单态的势能曲线。两个最低的三重态的势能曲线在R2 =3.392 (a .u)附近与基态单态的相交提供了标准的光化学反应学家所谓的无辐射跃迁势能面形式。而这交点的位置恰与光解反应的1.4～ 1.8eV高的反应势垒的位置 R2 =3.192 (a.u)相近 ,且势垒仅略有增高。故而B .P .Aduev在热解的同时观察到了化学发光现象。并发现叠氮基的面外弯曲的垂直跃迁矩要比面内弯曲和键长变化方式的跃迁矩大得多 ;

叠氮化钡消气剂及其应用

简要介绍了一种近年来发展起来的消气剂叠氮化钡及其制造原理。

叠氮化反应进展(Ⅱ)——碳-氢、卤代烃、醇、胺叠氮化

有机叠氮化合物含有叠氮基高能活性官能团,是一类重要的有机合成中间体及目标,目前已被广泛应用,该类化合物均来自叠氮化反应。本文主要阐述了碳-氢、卤代烃、醇、胺等的叠氮化反应,并对部分反应机理进行了讨论。

叠氮化氰的光解离机理

采用多参考态方法,在MRCI+Q//CAS(10,9)/6-311+G(2df)水平上对叠氮化氰(N3CN)的光解离机理进行理论研究.优化得到基态(S0)和低激发态(S1、S2、T1)势能面上的极小点、过渡态、内转换交叉点(IC-S1/S0)和隙间窜跃交叉点(ISC-S1/T1)的结构和能量,构建反应势能面.在MRCI+Q//CAS(10,9)水平上计算N3CN的垂直激发能,并和实验值进行对比.结果表明,在S0、S1、S2和T1态势能面上,N—N键断裂生成N2+NCN是主要解离途径,而C—N键断裂通道是次要通道.实验观测到220 nm处的吸收峰对应分子由S0态到S1态的激发,对应主要光解离产物为NCN[a1△g];而在275 nm处的吸收峰则对应分子被激发到T1态,然后直接生成基态产物NCN[X3Σg-].我们的理论结果与实验测量符合得很好.

叠氮化钡合成的改进

叠氮化钡合成的改进蒋德炉，黄春荣，朱广军（南京理工大学化工学院，南京２１００１４）叠氮化物是一种应用很久的含能材料。由于叠氨化钡分解产物为金属钡和惰性的气体氮气，在低压发光方面得到应用。一般利用下列反应合成Ｄ，。ＩＺＥｔＯＮＯ＋Ｂａ（ＯＨ）。＋ＺＮ。...

气固叠氮化反应的等温动力学研究

为研究气固叠氮化反应过程,采用等温热重(TG)法,测试叠氮化钠、硬脂酸以及铜粉混合物在120℃、130℃、140℃下的热重曲线,对气体释放及叠氮化过程进行表征,根据不同温度下的TG数据进行动力学计算,推算气固叠氮化反应的反应机理方程。研究表明:叠氮酸生成反应的机理函数为26号,Mampel Power法则,纳米铜粉叠氮化反应的机理函数为29号,反应机理为收缩球体(体积),相边界反应。本研究为气固原位叠氮化反应的过程研究提供理论和技术支撑。

叠氮化银光解机理的理论研究(英文)

为了研究叠氮化物的热解与光解机理发展了一些新式仪器,得到了一些与早期不同的实验结果。用量子化学从头计算方法(CASSCF,CI,MC CEPA,ACPF和CEPA)分析了实验结果和叠氮化银的光谱结构,描绘了叠氮化银光解的势能曲线,重新解释了其光解机理。沿着AgN -NN间的距离R2 所画的两个最低的三重态的势能曲线指示出,两个最低的单态势能曲线是叠氮化银的光解反应途径,在 2.18eV和 2.2

10t/a叠氮化钠装置的特点

简要介绍了我厂 10t/a叠氮化钠生产装置的特点 ,经试生产运行表明 ,该装置工艺可行、技术合理。