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Assessment of electrostatic discharge sensitivity of nitrogen-rich heterocyclic energetic compounds and their salts as high energy-density dangerous compounds:A study of structural variables
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作者 Mohammad Hossein Keshavarz Sedigheh Heydari Bani +1 位作者 Reza Bakhtiari Seyyed Hesamodin Hosseini 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第9期15-22,共8页
Nitrogen-rich heterocyclic energetic compounds(NRHECs)and their salts have witnessed widespread synthesis in recent years.The substantial energy-density content within these compounds can lead to potentially dangerous... Nitrogen-rich heterocyclic energetic compounds(NRHECs)and their salts have witnessed widespread synthesis in recent years.The substantial energy-density content within these compounds can lead to potentially dangerous explosive reactions when subjected to external stimuli such as electrical discharge.Therefore,developing a reliable model for predicting their electrostatic discharge sensitivity(ESD)becomes imperative.This study proposes a novel and straightforward model based on the presence of specific groups(-NH_(2) or-NH-,-N=N^(+)-O^(-)and-NNO_(2),-ONO_(2) or-NO_(2))under certain conditions to assess the ESD of NRHECs and their salts,employing interpretable structural parameters.Utilizing a comprehensive dataset comprising 54 ESD measurements of NRHECs and their salts,divided into 49/5 training/test sets,the model achieves promising results.The Root Mean Square Error(RMSE),Mean Absolute Error(MAE),and Maximum Error for the training set are reported as 0.16 J,0.12 J,and 0.5 J,respectively.Notably,the ratios RMSE(training)/RMSE(test),MAE(training)/MAE(test),and Max Error(training)/Max Error(test)are all greater than 1.0,indicating the robust predictive capabilities of the model.The presented model demonstrates its efficacy in providing a reliable assessment of ESD for the targeted NRHECs and their salts,without the need for intricate computer codes or expert involvement. 展开更多
关键词 Electrostatic discharge sensitivity Heterocyclic energetic compounds containing azole compound Interpretable structural parameter Safety
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Two Novel Nitrogen-rich Energetic Coordination Compounds M_2(DAT)_5(H_2O)_3(TNR)_2(M = Zn and Co):Synthesis,Characterization,Thermal Properties and Sensitivity 被引量:5
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作者 梁彦会 张建国 +3 位作者 崔燕 张同来 周遵宁 杨利 《Chinese Journal of Structural Chemistry》 SCIE CAS CSCD 2012年第3期327-338,共12页
Two novel energetic coordination compounds Zn2(DAT)5(H2O)3(TNR)2 and Co2(DAT)5(H2O)3(TNR)2 were synthesized and their structures were characterized by elemental analysis and FT-IR spectroscopy.The crystal ... Two novel energetic coordination compounds Zn2(DAT)5(H2O)3(TNR)2 and Co2(DAT)5(H2O)3(TNR)2 were synthesized and their structures were characterized by elemental analysis and FT-IR spectroscopy.The crystal structures were determined by single-crystal X-ray diffraction.The results reveal that the compounds have similar molecular structures and the crystals belong to the triclinic system,space group P with a = 11.491(3),b = 13.564(3),c = 15.496(3) ,V = 2180.4(8) 3,C17H28 Zn2N36O19,Mr = 1203.02 g·mol-1,Dc = 1.832 g·cm-3,μ(MoKα) = 1.221 mm-1,F(000) = 1223,Z = 2,R = 0.0596 and wR = 0.1514 for 11289 observed reflections(I 〉 2σ(I)) for Zn2(DAT)5(H2O)3(TNR)2 and a = 11.5291(13),b = 13.4894(15),c = 15.4852(17) ,V = 2164.8(4) 3,C17H28Co2N36O19,Mr = 1190.14 g·mol-1,Dc = 1.826 g·cm-3,μ(MoKα) = 0.888 mm-1,F(000) = 1211,Z = 2,R = 0.0576 and wR = 0.1431 for 11218 observed reflections(I 〉 2σ(I)) for Co2(DAT)5(H2O)3(TNR)2,respectively.The thermal decomposition characteristics of the com-pounds were investigated using differential scanning calorimetry and thermal gravimetry-diffediffer-rential thermal gravimetry.The results of thermal decomposition processes were similar for the two compounds.Both undergo four-step decomposition after the loss of coordinated H2O molecules.The final solid residues for the two DAT complexes were the corresponding metal oxides.The kinetic parameter of the first exothermic process of the compounds was studied by applying the Kissinger and Ozawa-Doyle methods.The thermodynamic parameters of the activation could be calculated.Sensitivity tests revealed that Co2(DAT)5(H2O)3(TNR)2 was more sensitive than Zn2(DAT)5(H2O)3(TNR)2. 展开更多
关键词 1 5-diaminotetrazole energetic coordination compound crystal structure thermal decomposition sensitivity properties
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Adsorption structure of macrocyclic energetic molecule DOATF on Au(111)
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作者 常霄 黄立 +6 位作者 高艺璇 于长江 曹云 吕龙 林晓 杜世萱 高鸿钧 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第9期396-399,共4页
Furazan macrocyclic compound 3,4:7,8:11,12:15,16-tetrafurazan-1,9-dioxazo-5,13-diazocyclohexadecane(DOATF)is an ideal energetic material with high heat of formation.Here,using scanning tunneling microscopy(STM)and non... Furazan macrocyclic compound 3,4:7,8:11,12:15,16-tetrafurazan-1,9-dioxazo-5,13-diazocyclohexadecane(DOATF)is an ideal energetic material with high heat of formation.Here,using scanning tunneling microscopy(STM)and noncontact atomic force microscopy(nc-AFM),we investigated the adsorption structure of DOATF molecules on Au(111)surface,which shows the four furanzan rings in the STM images and a bright protrusion off the center of the molecule in the nc-AFM images.Combined with density functional theory(DFT)calculations,we confirmed that the bright feature in the nc-AFM images is an N-O coordinate bond pointing upwards in one of the two azoxy groups;while the other N-O bond pointing towards the Au(111)surface.Our work contributes for a deeper understanding of the adsorption structure of macrocyclic compounds,which would promote the designing of DOATF-metal frameworks. 展开更多
关键词 STM NC-AFM DFT calculations furazan macrocylic compound energetic material
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Azo-bridged triazoles: Green energetic materials 被引量:5
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作者 Lemi TüRKER 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第1期1-15,共15页
In this short review, excerpts from the literature of azo-bridged triazoles(mainly 1,2,4-triazoles), some of their derivatives(chloromethyl,dinitro and trinitro pyrazole substituted ones, etc.) and some of their salts... In this short review, excerpts from the literature of azo-bridged triazoles(mainly 1,2,4-triazoles), some of their derivatives(chloromethyl,dinitro and trinitro pyrazole substituted ones, etc.) and some of their salts, have been presented focusing on the most recent investigations. These classes of compounds, known as high nitrogen compounds, are generally high energy density materials. Therefore, if available some of their ballistic properties were included. 展开更多
关键词 Azo-bridged TRIAZOLES energetic materials High nitrogen compounds
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Recent advances in the synthesis and energetic properties of potassium-based potential green primary explosives 被引量:1
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作者 Qamar-un-Nisa Tariq Saira Manzoor +2 位作者 Maher-un-Nisa Tariq Wen-Li Cao Jian-Guo Zhang 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第11期1945-1959,共15页
Primary explosives are utilized as a reliable initiator for secondary explosives in an extensive range of military and civilian operations. Heavy-metal-based primary explosives are moderate performing, more sensitive,... Primary explosives are utilized as a reliable initiator for secondary explosives in an extensive range of military and civilian operations. Heavy-metal-based primary explosives are moderate performing, more sensitive, and environmentally hazardous, posing a direct and indirect threat to health and safety.Therefore, heavy-metal-based primaries have been replaced by environment-friendly metal-based primary explosives, such as potassium complexes. This review presents not only a summary of the current progress of new-generation potassium-based primary explosives and their methods of preparation, energetic properties, and applications, but also a further comparison with traditional primary explosives. In addition, this work discusses the necessity of heavy metal-free primary explosives and the major challenges faced in replacing traditional primary explosives. 展开更多
关键词 Green primary explosives Heterocyclic compounds SYNTHESIS energetic properties
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四种耐热含能化合物电子结构的第一性原理研究
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作者 陈芳 陈瑶 +1 位作者 贾方硕 何磊 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2024年第1期177-184,共8页
本文模拟计算了2,2’,4,4’,6,6’-六硝基联苯(HNBP)、2,2’,4,4’,6,6’-六硝基二苯乙烯(HNS)、2,5-二苦基-1,3,4-噁二唑(DPO)和5,5’-双(2,4,6-三硝基苯基)-2,2’-双(1,3,4-噁二唑)(TKX-55)四种耐热含能化合物的分子结构、Mulliken电... 本文模拟计算了2,2’,4,4’,6,6’-六硝基联苯(HNBP)、2,2’,4,4’,6,6’-六硝基二苯乙烯(HNS)、2,5-二苦基-1,3,4-噁二唑(DPO)和5,5’-双(2,4,6-三硝基苯基)-2,2’-双(1,3,4-噁二唑)(TKX-55)四种耐热含能化合物的分子结构、Mulliken电荷布居、分子静电势(MEP)和Hirshfeld表面,通过研究其分子特性、电子特性以及分子间相互作用,以了解高耐热性含能化合物的耐热机理.结果表明,桥连接结构的复杂性以及分子间强氢键相互作用会增强含能化合物的稳定性.此外,本研究还发现中间基团的加入会对四种含能化合物分子两侧芳香环上碳原子的电荷分布以及分子表面正负静电势区域面积产生一定的影响. 展开更多
关键词 耐热含能化合物 密度泛函理论(DFT) 电子结构
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基于数据驱动的氮杂多环含能化合物的开发研究进展
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作者 刘友海 黄实 +1 位作者 张文全 杨福胜 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期660-671,共12页
含能材料的开发面临诸多挑战,传统“试错法”的研发模式会导致研发周期长,效率低。随着数据科学与人工智能技术的发展,基于数据驱动的研发模式为含能材料的发展开辟了新的路径。多环含能化合物是当前含能材料学科的研究热点,其中氮杂多... 含能材料的开发面临诸多挑战,传统“试错法”的研发模式会导致研发周期长,效率低。随着数据科学与人工智能技术的发展,基于数据驱动的研发模式为含能材料的发展开辟了新的路径。多环含能化合物是当前含能材料学科的研究热点,其中氮杂多环骨架由于存在π电子的离域共振和较多的可修饰位点,分子结构的稳定性得到提高,同时能量基团的存在保证了分子的能量水平,使得能量与稳定性之间的固有矛盾得到很好的平衡。研究简要介绍了数据驱动开发新型含能材料的工作流程,概述了数据驱动方法用于氮杂多环含能化合物开发的最新研究进展,最后对数据驱动的方法用于新型含能材料的开发提出展望。未来的发展方向应考虑通过数据增强、治理等手段补充数据量,以提高模型预测的准确性及泛化能力;可通过建立化学反应条件和合成路径筛选的机器学习模型预测分子的可合成性,从而加速新型氮杂多环含能化合物的开发。 展开更多
关键词 含能材料 数据驱动 氮杂多环含能化合物 机器学习
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3,5,7-三氨基-[1,2,4]三唑并[4,3-a][1,3,5]三嗪五唑盐的合成与性能
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作者 蒋帅杰 秦雅琪 +2 位作者 许元刚 陆明 王鹏程 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期601-607,共7页
以五唑银为原料与3,5,7-三氨基-[1,2,4]三唑并[4,3-a][1,3,5]三嗪盐酸盐通过复分解反应合成了一种新型非金属五唑盐——3,5,7-三氨基-[1,2,4]三唑并[4,3-a][1,3,5]三嗪五唑盐(4)。通过X-射线单晶衍射、红外光谱(IR)、元素分析(EA)、核... 以五唑银为原料与3,5,7-三氨基-[1,2,4]三唑并[4,3-a][1,3,5]三嗪盐酸盐通过复分解反应合成了一种新型非金属五唑盐——3,5,7-三氨基-[1,2,4]三唑并[4,3-a][1,3,5]三嗪五唑盐(4)。通过X-射线单晶衍射、红外光谱(IR)、元素分析(EA)、核磁共振(NMR)对合成的新型五唑盐进行了结构表征,并采用热重分析(TG)和差示扫描量热分析(DSC)测试其热分解行为。使用原子化法计算了化合物4的生成焓,使用EXPLO5预测了爆轰性能,并采用BAM方法测试其撞击感度和摩擦感度。测试结果显示,化合物4的晶体密度为1.644 g·cm^(-3),属单斜晶系,P21/n空间群,氮含量77%,热分解温度113.8℃,生成焓491.5 kJ·mol^(-1),爆速7913 m·s^(-1),爆压19.6 GPa,撞击感度>40 J,摩擦感度>360 N。 展开更多
关键词 五唑 富氮多环 含能离子盐 合成 性能
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复合结构对微纳金属粉/单质硝胺炸药复合含能材料性能影响的研究进展
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作者 刘其闽 庞维强 南风强 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期393-412,I0003,共21页
为了研究微纳米金属粉对单质硝胺炸药性能的影响和机理,总结了微纳米金属粉与单质硝胺炸药不同复合方式(如机械混合、核-壳包覆、金属嵌入和其他复合方式)下不同的微纳米金属粉对不同单质硝胺炸药的作用;分析了复合含能材料中金属粉粒... 为了研究微纳米金属粉对单质硝胺炸药性能的影响和机理,总结了微纳米金属粉与单质硝胺炸药不同复合方式(如机械混合、核-壳包覆、金属嵌入和其他复合方式)下不同的微纳米金属粉对不同单质硝胺炸药的作用;分析了复合含能材料中金属粉粒径和含量等变化对不同单质硝胺炸药热分解特性和感度性能的影响;讨论了微纳米金属粉与单质硝胺炸药不同复合方式和制备方法对复合含能材料性能的影响。最后建议复合含能材料今后的研究重点为:拓展新的微纳米金属粉进行研究;深化微纳米金属粉与单质硝铵炸药之间的相互作用;研究新的含能材料复合结构;综合机器学习设计筛选新型复合含能材料和开拓含能复合材料工程方面应用的研究。附参考文献103篇。 展开更多
关键词 纳米金属粉 单质硝胺炸药 复合物 含能材料 包覆 嵌入结构
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一组同分异构体含能化合物热稳定性差异的机理研究
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作者 王榕 令狐遥遥 +1 位作者 张朝阳 钟凯 《含能材料》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期38-48,共11页
同分异构现象在含能化合物中普遍存在,同分异构体在能量和安全性能上可存在差异,研究其机制有助于深化含能化合物结构‐性能关系。本研究基于电荷自洽的密度泛函紧束缚方法探究了2,6‐二氨基‐3,5‐二硝基‐1‐氧化吡嗪(LLM‐105)、3,5... 同分异构现象在含能化合物中普遍存在,同分异构体在能量和安全性能上可存在差异,研究其机制有助于深化含能化合物结构‐性能关系。本研究基于电荷自洽的密度泛函紧束缚方法探究了2,6‐二氨基‐3,5‐二硝基‐1‐氧化吡嗪(LLM‐105)、3,5‐二氨基‐4,6‐二硝基‐1‐氧化哒嗪和1,4‐二硝基呋咱并[3,4‐b]哌嗪(DNFP)3种同分异构体含能化合物在程序升温和恒温加热条件下的热分解机理。结果表明,LLM‐105晶体中存在较强的氢键网络,在分解初期能够发生占比达68.75%的分子间氢转移反应,对其高热稳定性起到了重要作用;3,5‐二氨基‐4,6‐二硝基‐1‐氧化哒嗪的骨架结构在加热下容易通过N─N键断裂发生开环,其热稳定性比LLM‐105更低;DNFP发生硝基断裂的键解离能为172.3 kJ·mol^(-1),显著低于其它两种同分异构体,同时其并环骨架也容易通过C─C键和N─O键断裂发生开环,其热稳定性最低。可见,分子最弱键的解离能、环骨架结构的稳定性、晶体的氢键网络都是决定含能化合物热稳定性的重要结构因素。 展开更多
关键词 含能化合物 同分异构体 热分解 稳定性
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富氮多环含能离子盐的合成和性能
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作者 王喆 尹平 庞思平 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期623-630,共8页
以多氨基稠环化合物6,7-二氨基-3亚氨基-[1,2,4]三唑并[1,2,4]三唑连四唑(TATOT-T)为原料,经过高锰酸钾氧化偶联和高氯酸成盐等步骤,合成了一种偶氮桥联的富氮多环含能化合物2,2′-二四唑基-3,6-二氨基-7,7′-偶氮基-[1,2,4]三唑并[1,2... 以多氨基稠环化合物6,7-二氨基-3亚氨基-[1,2,4]三唑并[1,2,4]三唑连四唑(TATOT-T)为原料,经过高锰酸钾氧化偶联和高氯酸成盐等步骤,合成了一种偶氮桥联的富氮多环含能化合物2,2′-二四唑基-3,6-二氨基-7,7′-偶氮基-[1,2,4]三唑并[1,2,4]三唑高氯酸盐(2)。采用傅里叶红外光谱、核磁共振、元素分析、X-射线单晶衍射技术,以及差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)对化合物2进行结构表征和热性能分析,结合高斯软件计算的生成焓,使用EXPLO5软件计算了其爆轰性能。结果表明,所得化合物2晶体属于单斜晶系,晶体密度为1.750 g·cm^(-3),每个晶胞中包含4个分子,起始热分解温度为232.6℃,理论爆速为8373 m∙s-1,爆压为29.05 GPa,撞击感度为40 J,摩擦感度为360 N,对外界机械刺激钝感,具有良好综合性能。 展开更多
关键词 富氮含能化合物 偶氮桥联 四唑 稠环 稳定性
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机器学习辅助的[5,6]稠环含能化合物高通量设计 被引量:1
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作者 潘林虎 王睿辉 +3 位作者 樊明仁 宋思维 王毅 张庆华 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期573-583,共11页
与经验和计算指导的研发模式相比,机器学习辅助的含能分子高通量虚拟筛选技术,在分子设计效率及构效关系定量分析方面都展现出明显优势。鉴于富氮稠环含能化合物较好的能量-稳定平衡特性,研究利用机器学习辅助的高通量虚拟技术对[5,6]... 与经验和计算指导的研发模式相比,机器学习辅助的含能分子高通量虚拟筛选技术,在分子设计效率及构效关系定量分析方面都展现出明显优势。鉴于富氮稠环含能化合物较好的能量-稳定平衡特性,研究利用机器学习辅助的高通量虚拟技术对[5,6]富氮稠环类含能分子的化学空间进行了探索研究,基于[5,6]全碳骨架,通过组合枚举和芳香性筛选得到142689个[5,6]稠环类化合物,同时采用核岭回归算法建立并优化了6个含能分子性能预测模型(密度,分解温度,爆速,爆压,撞感和生成焓),分析了稠环上的氮氧原子以及分子上官能团对含能化合物性能的影响。结果发现,所生成稠环化合物的构效关系与含能化合物能量与稳定性相关性的一般规律相符,验证了模型的合理性。以爆速和分解温度作为能量和热稳定性的标准,研究进而筛选获得了5个综合性质较为突出的分子,利用DFT等量子化学计算的结果与本研究模型预测结果符合良好,进一步验证了预测模型的精度。 展开更多
关键词 机器学习 高通量筛选 核岭回归 分子设计 [5 6]稠环含能化合物
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4,7-二氨基三唑并[4,5-d]哒嗪基自组装含能材料的合成、晶体结构及性能
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作者 杨雅麟 屈智慧 +4 位作者 李馨宇 杜慧英 秦逸枫 伍波 王康才 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期881-889,I0001,共10页
为了探索工艺简单、性能调控空间大的合成方法,获得性能优良的含能化合物,以2,3-二氨基-2-丁烯二腈为原料,经环化、加成等步骤合成了4,7-二氨基三唑并[4,5-d]哒嗪(DATP),再进一步与硝酸、高氯酸和碘酸通过非共价键自组装策略合成了3种... 为了探索工艺简单、性能调控空间大的合成方法,获得性能优良的含能化合物,以2,3-二氨基-2-丁烯二腈为原料,经环化、加成等步骤合成了4,7-二氨基三唑并[4,5-d]哒嗪(DATP),再进一步与硝酸、高氯酸和碘酸通过非共价键自组装策略合成了3种新型含能化合物(化合物3~化合物5);采用核磁共振谱、X-射线单晶衍射分析对其结构进行表征,并测试其热稳定性和机械感度;并运用EXPLO5 V6.05.02软件计算得到化合物的爆轰性能。结果表明,4,7-二氨基三唑并[4,5-d]哒嗪硝酸盐(化合物3,T_(d)=229.1℃)和高氯酸盐(化合物4,T_(d)=220.5℃)表现出良好的热稳定性;3种化合物(化合物3、化合物4和化合物5)的理论爆速分别为7435、7472和5877 m/s,理论爆压分别为19.9、21.9和17.8 GPa,计算得出的比冲分别为195、205和151 s。其中4,7-二氨基三唑并[4,5-d]哒嗪高氯酸盐(化合物4)撞击感度(IS>40 J)低于RDX和3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑并[4,3-b][1,2,4]三唑高氯酸盐(TATOT·ClO_(4)),且3种化合物的摩擦感度均低于或与RDX的摩擦感度相当。 展开更多
关键词 有机化学 含能材料 4 7-二氨基三唑并[4 5-d]哒嗪 自组装 热稳定性 爆轰性能
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耐热含能化合物合成研究进展
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作者 蒋绣俄 殷党跃 +1 位作者 王毅 张庆华 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期765-778,I0001,共15页
从分子设计、合成路线及性能评价等方面简要综述了近十年来报道的热分解温度高于300℃的耐热含能化合物。从分子骨架上看,这些耐热含能分子主要包括单环、稠杂环、联杂环类以及离子盐等。其中,稠杂环和联杂环类是当前耐热含能材料发展... 从分子设计、合成路线及性能评价等方面简要综述了近十年来报道的热分解温度高于300℃的耐热含能化合物。从分子骨架上看,这些耐热含能分子主要包括单环、稠杂环、联杂环类以及离子盐等。其中,稠杂环和联杂环类是当前耐热含能材料发展的基本特征和主要方向。对含能分子结构与性能的总结分析,构建大共轭和氢键体系是目前提高分子热稳定性的有效策略。合理设计和布局共轭稠杂环和联杂环类骨架,引入氢键系统以及进一步扩大共轭结构将有望实现超高温耐热含能分子构建。 展开更多
关键词 含能材料 耐热炸药 耐热含能化合物 单环 稠环 联环
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硝酸四氨合铜对n-Al/MoO_(3)纳米铝热体系反应特性的影响
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作者 刘平 雷钫琴 +1 位作者 余杰 刘旭文 《爆破器材》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期44-49,54,共7页
为了提高n-Al/MoO_(3)纳米铝热体系的增压能力,改善能量释放性能,合成了高能产气组分硝酸四氨合铜(TACN),并将TACN复合入n-Al/MoO_(3)体系中。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)技术研究了复合材料的形貌和微观结构。采用差示... 为了提高n-Al/MoO_(3)纳米铝热体系的增压能力,改善能量释放性能,合成了高能产气组分硝酸四氨合铜(TACN),并将TACN复合入n-Al/MoO_(3)体系中。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)技术研究了复合材料的形貌和微观结构。采用差示扫描量热仪-热重分析(DSC-TG)联用技术探讨了各体系的热反应路径。使用高速摄像机和密闭爆发器分析了纳米铝热体系的火焰增长与传播和压力输出特性,评估了TACN的加入对n-Al/MoO_(3)体系的能量释放速率和增压性能的影响。研究结果表明:n-Al/MoO_(3)体系中加入的TACN能够在铝热反应的温度前放热分解,有效活化纳米铝与金属氧化物间的界面,从而降低体系的初始反应峰温度。此外,TACN的加入显著增强了n-Al/MoO_(3)体系的能量释放和压力输出性能。当TACN的质量分数为6%时,n-Al/MoO_(3)体系的火焰增长速率和火焰传播速率分别增加了32%和30%,峰值压力和增压速率分别提高了26%和70%。综上所述,TACN可提升n-Al/MoO_(3)纳米铝热体系的压力输出,并调控体系的能量释放性能。 展开更多
关键词 n-Al/MoO_(3) 高能产气组分 纳米铝热剂 含能配合物
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含四唑多环自组装含能化合物的合成、晶体结构及性能
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作者 杨雅麟 秦逸枫 +4 位作者 夏江璐 杜慧英 李馨宇 伍波 马丛明 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期591-600,共10页
多环富氮含能化合物因其在构建低机械感度、良好热稳定性和高密度新型含能分子方面的独特优势,而备受国内外研究人员关注。研究将四唑环接入稠环中构建新型多环富氮骨架,利用其作为高能有机燃料和氢键供体,进一步与富有氢键受体的氧化... 多环富氮含能化合物因其在构建低机械感度、良好热稳定性和高密度新型含能分子方面的独特优势,而备受国内外研究人员关注。研究将四唑环接入稠环中构建新型多环富氮骨架,利用其作为高能有机燃料和氢键供体,进一步与富有氢键受体的氧化性结构单元HClO_(4)通过非共价键自组装,合成了3种不含结晶水的新型多环自组装含能化合物——7-氨基-6-(2H-四唑-5-基)-吡唑并[1,5‑a]嘧啶高氯酸盐(1),7-氨基-6-(2H-四唑-5-基)-[1,2,4]三唑并[1,5‑a]嘧啶高氯酸盐(2)和2,7-二氨基-6-(2H-四唑-5-基)-[1,2,4]三唑并[1,5‑a]嘧啶高氯酸盐(3)。采用核磁共振谱(H NMR)、X-射线单晶衍射(XRD)分析对其结构进行表征,利用差示扫描量热仪-热重联用(DSC-TG)和BAM法测试其热稳定性和机械感度,并运用Gaussian 09程序和EXPLO5 V6.05.02预测其爆轰性能。结果表明,3种化合物均有较高的晶体密度(密度ρ:1.75~1.86 g·cm^(-3))、良好的热稳定性(热分解起始温度Td:184~260℃)和爆轰性能(爆速v:7343~7570 m·s^(-1);爆压p:21.1~22.8 GPa),优于传统炸药三硝基甲苯(TNT)。其中化合物1(撞击感度IS>40 J,摩擦感度FS=216 N)和化合物3(IS=25 J,FS=240 N)展现出低的机械感度。 展开更多
关键词 自组装含能化合物 多环结构 四唑 高氯酸根 热稳定性
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1,3,5,5⁃四硝基六氢嘧啶与1,4,6,6⁃四硝基⁃1,4⁃二氮杂环庚烷的合成、晶体结构及性能
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作者 杜慧英 屈智慧 +5 位作者 夏江璐 杨雅麟 李馨宇 秦逸枫 伍波 马丛明 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期475-483,共9页
以2,2-二硝基-1,3-丙二醇为原料,分别与叔丁胺和乙二胺反应后再经硝化,合成了2种爆轰性能优异、热稳定性良好的氮杂脂肪环含能化合物:1,3,5,5-四硝基六氢嘧啶(DNNC)与1,4,6,6-四硝基-1,4-二氮杂环庚烷(TNDA)。利用核磁波谱、红外光谱、... 以2,2-二硝基-1,3-丙二醇为原料,分别与叔丁胺和乙二胺反应后再经硝化,合成了2种爆轰性能优异、热稳定性良好的氮杂脂肪环含能化合物:1,3,5,5-四硝基六氢嘧啶(DNNC)与1,4,6,6-四硝基-1,4-二氮杂环庚烷(TNDA)。利用核磁波谱、红外光谱、X射线单晶衍射等手段对目标化合物进行了结构表征;利用差示扫描量热-热重联用研究了其热分解行为;采用BAM测试方法测试了DNNC与TNDA的撞击感度和摩擦感度;基于等键方程与EXPLO5预测了其生成焓与爆轰参数。结果表明,DNNC单晶中环己烷骨架与TNDA单晶中环庚烷骨架均为椅式构象,两种化合物都存在广泛的分子间、分子内非经典氢键;DNNC的相变温度为155.0℃,热分解温度为215.3℃,TNDA的相变温度为154.5℃,热分解温度为205.9℃;DNNC的撞击感度为25 J、摩擦感度为144 N,TNDA的撞击感度为17.5 J、摩擦感度为240 N,均比黑索今(RDX)与奥克托今(HMX)钝感;两种化合物的理论爆速分别为8772 m·s^(-1)、7828 m·s^(-1),理论爆压分别为34.8 GPa、25.0 GPa。 展开更多
关键词 含能化合物 氮杂脂肪环 偕二硝基 硝胺 晶体结构 机械感度
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Theoretical design of new bridge-ring insensitive high energy compounds by selected normal Diels-Alder reactions between NH_(2)-substituted oxazoles and NO_(2)/NF_(2)/NHNO_(2)-substituted ethylenes/acetylenes
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作者 Qiong Wu Qin-nan Hu +2 位作者 Ming-quan Li Ze-wu Zhang Wei-hua Zhu 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第5期1731-1739,共9页
In this work,NH_(2)-substituted oxazoles and NO_(2)/NF_(2)/NHNO_(2)-substituted ethylenes/acetylenes were designed and used as dienes and dienophiles,respectively,in order to develop new bridge-ring insensitive high e... In this work,NH_(2)-substituted oxazoles and NO_(2)/NF_(2)/NHNO_(2)-substituted ethylenes/acetylenes were designed and used as dienes and dienophiles,respectively,in order to develop new bridge-ring insensitive high energy compounds through the Diels-Alder reaction between them.The reaction type,reaction feasibility and performance of reaction products were investigated in detail theoretically.The results showed that dienes most possibly react with dienophiles through the HOMO-diene controlled normal Diels-Alder reaction at relatively low energy barrier.Tetranitroethylene could react with the designed dienes much more easily than other dienophiles,and was employed to further design 29 new bridge-ring energetic compounds.Due to high heat of formation,density and oxygen balance,all designed bridge-ring energetic compounds have outstanding detonation performance,16 of them have higher energy than HMX(1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine)and 2 others even possess comparative energy with the representative of high energy compounds CL-20(2,4,6,8,10,12-hexanitro-2,4,6,8,10,12-hexaazaisowurtzitane).The predicted average h50 value of these bridge-ring energetic compounds is 83 cm,showing their low impact sensitivity.The NH2 groups could obviously impel the proceeding of Diels-Alder reactions,but would slightly decrease the energy and sensitivity performance.In all,the new designed bridge-ring compounds have both high energy and low sensitivity,and may be produced through Diels-Alder reactions at relatively low energy barrier.This paper may be helpful for the theoretical design and experiment synthesis of new advanced insensitive high energy compounds. 展开更多
关键词 Diels-Alder energetic compounds OXAZOLE High energy Insensitive
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基于1,2,3⁃三唑骨架的含能化合物研究进展 被引量:1
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作者 蔺向阳 曹宇鹏 张西亚 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期92-106,共15页
本文综述了自20世纪60年代以来构建1,2,3⁃三唑类含能材料的4种主要方式以及相应的研究进展,包括:1)基于1⁃氨基⁃1,2,3⁃三唑构建的含能化合物;2)基于二氰基1,2,3⁃三唑构建的含能化合物;3)叠氮参与环合反应制备1,2,3⁃三唑类含能化合物;4)1,... 本文综述了自20世纪60年代以来构建1,2,3⁃三唑类含能材料的4种主要方式以及相应的研究进展,包括:1)基于1⁃氨基⁃1,2,3⁃三唑构建的含能化合物;2)基于二氰基1,2,3⁃三唑构建的含能化合物;3)叠氮参与环合反应制备1,2,3⁃三唑类含能化合物;4)1,2,3⁃三唑参与构建的稠环类含能化合物。通过对具有代表性的1,2,3⁃三唑含能化合物的分子结构以及相应的理化特性进行分析,深层次地理解含能材料的结构对其能量水平以及稳定性的影响。同时,对性能突出的1,2,3⁃三唑含能化合物的潜在应用价值进行了展望,为设计和开发下一代高能量密度材料提供参考。 展开更多
关键词 1 2 3⁃三唑环 含能化合物 构建方法 合成 爆轰性能
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DABT含能化合物的合成,结构及性质研究
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作者 张引莉 李戊午 +4 位作者 刘洋 刘磊 马占营 曹蕾 范广 《化学研究与应用》 CAS 北大核心 2023年第9期2129-2138,共10页
利用水热法制备了一个单核含能配合物[Ni(DABT)(H_(2)O)_(4)]SO_(4)·H_(2)O(1)(DABT=3,3’-二氨基-5,5’-二(1H-1,2,4-三唑))和一个含能离子盐DABT·SO_(4)(2)。结构分析表明,1和2均通过三唑环的π-π堆积作用及其氢键相互作... 利用水热法制备了一个单核含能配合物[Ni(DABT)(H_(2)O)_(4)]SO_(4)·H_(2)O(1)(DABT=3,3’-二氨基-5,5’-二(1H-1,2,4-三唑))和一个含能离子盐DABT·SO_(4)(2)。结构分析表明,1和2均通过三唑环的π-π堆积作用及其氢键相互作用形成了三维超分子结构。研究了1和2的红外光谱,紫外可见光谱;运用TG-DSC热分析仪研究了1的热分解行为,结果表明1在失去水分子后可以稳定到350℃才放热分解;探究了2对推进剂主要组分的热分解行为,结果表明2对AP具有一定的燃烧催化作用。 展开更多
关键词 含能化合物 双三唑 热稳定性
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