基于Noradamantane的高能量密度富氮笼型含能分子设计与性能预估

研究提出一种通过化学键键能差进行能量密度快速估算的方法,和一种利用拉普拉斯键级和分子片段键离解能相结合快速判断笼型结构稳定性的方法。通过穷举法构建了基于Noradamantane的所有富氮骨架及其435种硝基衍生物,应用上述计算方法筛选兼具高能量密度和稳定性的分子结构,并采用量子化学能量计算和过渡态反应势垒计算验证筛选结果的可靠性。计算发现了两种兼顾高能量密度和结构稳定性的硝基化合物,其爆热、爆速、爆压和金属加速能力的理论计算最大值分别达到7.77 k J·g^(-1)、10.1 km·s^(-1)、47 GPa和1.14倍HMX的金属加速能力,且结构分解反应势垒≥96 k J·mol^(-1)。本研究所建立的含能分子能量密度和稳定性快速筛选方法,可为高能稳定的含能分子设计提供参考。

高能量密度氮的研究进展

氮在常压下是非常稳定的元素,以氮气分子形式存在。研究发现,氮在高温高压下能够形成聚合结构,这种结构具有极高的能量密度,而且分解产物为无污染的氮气,从应用角度上看,它能够作为新型环保高能量密度材料。随后,人们对其进行了大量的研究,得到了氮在高压条件下的相图,并且合成出立方偏转氮、层状聚合氮等结构。然而,纯氮聚合结构的合成条件比较严苛,在常压下很难保存。人们又转向分子结构氮和惰性气体氮化物等,希望能够得到常压下稳定的高能量密度氮结构。为此,针对目前高能量密度氮的理论和实验进展进行了简要的介绍,并对未来高能量密度氮的发展方向进行了探讨。

高能量密度锂离子电芯的研发与应用前景

本研究旨在探讨高能量密度锂离子电池的研发及其在电动汽车、可再生能源存储系统和便携式电子产品中的应用前 景。通过采用创新的电极材料、电解质和隔膜技术,以及优化电池结构设计和电池管理系统,本研究系统地分析了提高锂离子电 池能量密度、循环寿命和安全性能的方法。结果表明,通过硅负极表面改性技术和开发人工固体电解质界面(SEI)膜,显著提高 了电池的循环稳定性和安全性。同时,采用高分子材料优化了电池性能,进一步提升了电池的快充能力和能量效率。结论指出,持 续的材料创新和技术优化是提高锂离子电池性能的关键,而高能量密度锂离子电池的发展将为实现低碳经济和促进可持续发展 目标提供重要支持。

部分新型高能量密度材料的国内研究进展

综述了DNTF、ADN、TNAZ、FOX-12、FOX-7五种新型高能量密度材料的国内研究现状,介绍了它们的合成路线、物理化学与爆轰性能、相容性以及在火炸药配方中应用,为促进上述典型高能量密度材料的应用提供了必要的参考数据。指出DNTF在混合炸药、爆炸网络中有较好的性能,可用作推进剂的氧化剂;ADN可用作低特征信号推进剂的高能氧化剂;TNAZ可用于熔铸炸药和发射药中;FOX-12、FOX-7是不敏感弹药的候选组分。附参考文献24篇。

高能量密度材料3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱性能及应用研究

3 ,4 二硝基呋咱基氧化呋咱 (DNTF)是一种新型高能量密度材料 ,通过对其理化、爆轰性能研究 ,证明其各项性能优于奥克托今 (HMX)而接近六硝基六氮杂异全兹烷 (CL - 2 0 ) .DNTF能量高、熔点低、热安定性良好、感度适中 ,适于在推进剂、战斗部装药及爆炸网络中应用。另外 ,DNTF能与梯恩梯 (TNT)形成低共熔物 ,可以调配成不同熔点、不同能量要求的液相载体 。

高能量密度材料1,3,3-三硝基氮杂环丁烷研究进展

介绍了新型高能量密度材料1,3,3 三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)的合成、物化性能、爆轰性能、安全性、热分解机理及其应用研究的进展,并对其应用前景进行了展望。

新型高能量密度材料DNTF的热分解特性

通过DSC、TG研究了DNTF及DNTF与催化剂体系的热分解,分析了不同压力条件下DNTF的分解特性及分解规律。结果表明,在压力升高时,DNTF的熔融吸热峰温几乎不变,但其主要放热分解峰温在2M Pa以后向高温方向移动,分解反应变得较为剧烈,与常压相比,分解放热明显增加,且随着压力增加,主分解峰后的二次分解渐渐明显。在压力作用下,分解气相产物加强了对凝聚相产物的催化作用,出现了二次分解。计算了分解过程的动力学参数,DNTF在常压与2M Pa压力下分解动力学参数变化很大,常压下Ea=58.8 kJ/m o l,lnA=1.08-s 1;2M Pa下Ea=205.1 kJ/m o l,lnA=33.64 s-1;说明高压下的分解规律发生了变化。讨论了压力及催化剂对DNTF热分解过程的影响。

高能量密度燃料HDF-1与金属材料的相容性

研究了高能量密度燃料HDF 1在贮存使用过程中与可能接触到的金属材料的相互影响。通过升温加速的实验方法 ,考察了燃料对金属表面的影响以及金属材料对燃料氧化的影响。结果表明 ,HDF 1对钛、铝金属表面无影响 ,对铜表面的影响小于 3 #航空煤油 (RP 3 ) ;铝、钛、铝镍合金对燃料体系无影响 ,而铜、铁对燃料氧化具有明显的催化作用 ,进一步研究表明 ,铁具有更强的作用效果。通过对照实验发现HDF 1与金属材料的相容性优于RP 3。

一种高能量密度材料DNTF的低成本制备技术

获得综合性能优良的新型高能量密度材料一直是含能材料合成工作者追求的主要目标之一。自六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）[1],1,3,3-三硝基氮杂环丁烷（TNAZ）[2]和二硝酰胺铵（ADN）[3]等高能量密度材料问世以来,3,4-二（硝基呋咱基）氧化呋咱（DNTF）[4-6]是又一具有潜在应用前景的新型高能量密度材料。它具有以下特点：密度1.937g·cm-3;

高能量密度锂离子电池电极材料研究进展

高能量密度的电极活性材料是提高电芯能量密度的关键。提高锂离子电池能量密度的途径主要包括开发高比容量正负极材料和高放电电压平台正极材料。本研究综述了几种典型的具有高能量密度锂离子电池正、负极材料的最新研究进展,包括多电子反应、富锂、聚阴离子和镍锰酸锂正极材料以及硬碳、硅基和锡基负极材料,介绍了各种材料的特点和电化学性能,重点阐述了制备这些材料的典型方法和进展,并展望了高能量密度锂离子电池的发展方向和应用前景。

高能量密度材料1,3,3-三硝基氮杂环丁烷研究进展

介绍了1,3,3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)几种常用制备方法,并分析比较了这些方法的优缺点,认为以硝基甲烷为原料合成TNAZ为较好的工艺路线。同时对TNAZ的应用研究进行了综述,主要介绍了TNAZ近年来在军事(包括发射药、高能熔铸炸药及推进剂等)和民用(包括汽车安全气囊和灭火设备)领域的应用研究进展。

高能量密度材料的发展及对策

使用能量比HMX更高的炸药对武器系统的发展至关重要，但以一NO2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。

高能量密度材料分子设计——基于量子化学计算爆速和爆压

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(△Hf)，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p明显增大；当n≥7时，可能成为高能量密度化合物。

高能量密度材料

简述国外高能量密度材料研究计划及其在推进剂、炸药等领域的军事应用进展。

高能量密度锂离子电池正极材料镍钴铝酸锂(NCA)技术及产业发展现状

经历了50多年来年度雾霾天数之最的2013年和浓雾笼罩近6亿人口的2014年，人们将目光集中在PM2．5这个环境污染的热门话题，而传统内燃机汽车排放的尾气是PM2．5的最主要来源，因此新能源电动汽车的发展已成为大势所趋；同时随着能源危机的Et益加重，电动汽车的开发和应用成为全球关注的焦点。基于此，世界上大部分国家如美、中、日、韩等国家提供优惠政策和资金争相支持各自的相关企业全力开发电动汽车，以抢占市场先机。中国政府也把电动汽车产业作为汽车产业转型升级而优先发展的战略性新兴产业，近几年，在中央和地方政府电动汽车开发项目和购车补贴政策的鼓励下，我国的电动汽车迎来爆发性的增长。

合成超级高能量密度材料途径的探索

高能炸药的发展可以看做经TNT ,RDX ,HMX三个阶段 ,而现在进入以CL - 2 0为标志的第四个阶段 ,CL - 2 0的能量密度增益也仅大于HMX约 1 0 %;文章举出了量子化学家们对可能的超级高能量密度材料八氮杂立方烷性能所做的引人注目的计算结果 ,并强调新的氮同素异形体将是最有希望的超级高能量密度材料。最近在质谱谱线中发现了N+5 ,Christe制得了N+5 的盐。关于聚合氮Nn,n为一个很大的数字 ,N原子均以共价键相结合而成为三维的网状结构 ,它是最值得重视的 。

高能量密度锂离子电池正极材料的发展趋势

正极材料是锂离子电池的关键材料。从锂离子电池诞生之初,围绕正极材料的研发工作就从未停止。从产品应用的角度来说,锂离子电池已涵盖了移动通讯、便携电脑、数码设备、电动工具、电动自行车、电动汽车、储能基站、军用设备等诸多应用领域。围绕不同的使用特点,各应用领域也基本形成了相应的正极材料体系与之匹配。

高能致爆基团构筑新型高能量密度材料策略

高能量密度材料是含能材料合成领域重要的研究方向之一,追求密度更大、能量更高的新型含能材料是国内外科学家孜孜以求、长期不懈奋斗的目标。长期以来,高能量密度材料的设计、合成通常立足于高密度、高生成焓的新型骨架的构建,并尽可能引入更多硝基,以赋予含能化合物更高的能量。基于此理念,国内外相继合成了六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、1,2,3,4-四嗪并[5,6e]-1,2,3,4-四嗪-1,3,5,7-四氧化物(TTTO)、八硝基立方烷(ONC)及多硝基金刚烷等高能量密度材料,并在分子设计、合成策略以及应用研究等方面均取得了举世瞩目的成果。

超级高能量密度材料N_5^+盐的合成与表征概况(续前)

3．2 N5＋SbF6-和N5Sb2F11的合成南于N5＋SbF6-是一种在室温下勉强稳定的盐，它极易发生爆炸。因此，在该领域内的下一个目标是要合成更稳定的N5＋盐。

超级高能量密度材料N_5^+盐的合成与表征概况

氮簇化合物是未来火箭推进剂的理想替代原料组分,它们具有高的正生成热、高的密度和比冲,且爆轰产物清洁无污染。1999年成功合成的N5+AsF6-是一个多世纪以来人工合成的第一种真正的氮簇化合物,具有划时代的意义。N5+具有稳定的C2v对称的共振结构。详细介绍了几种N5+盐的合成、性质及表征情况。