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1、第1期1992年3月高能量密度材料合成的研究进展施明达(中国兵器工业第二O四研究所)。摘要概述了高能量密度材料在武器系统中的应用以及合成研究的主要目标,提出认为近年来高能量密度材料主要集中在多硝基氮杂环化合物的研究多硝基多。环笼形化合物是高能量密度材料合成研究的一个有希望的新领域介绍了高能量密。度材料在这些领域中的研究概况及最新进展关健词’高能量密度材料化学合成多硝基氮杂化合多环笼形侈合物撕务硝苹引一盲’。能量密度是指一定体积的材料可能释放出跳拼自对能量高能量密度材料(H扭DM)是、。指可用作炸药推进剂和发射药或火工品的高能量化学材料高能量密度材料具有多种多样,`。、的功能
2、可以广泛用于各种战略武器系统和战术武器系统要使大部分武器(无论是炮弹,,导弹/火箭还是动能飞行器)飞向目标以及到达目标时起杀伤破坏作用都需要使用这类。,。,材料高能量密度材料性能的改进将对武器系统的性能产生广泛的影响例如可增加火;,炮和导弹/火箭的射程可提高对坦克装甲或防护混凝土的穿透能力可提高战斗部的杀伤;,。破坏能力减少武器系统的危险性提高安全性和可靠性等等,。现代武器系统的不断发展对高能量密度材料不断提出更高的要求高能量密度材料对,它们正在:下述领域有着至关重要的作用等待着高能量密度材料的研究成果;(1)使导弹/火箭射程更远的高性能推进剂;(2)杀伤破坏能力更大的战斗
3、部炸药装药(3)提高对装甲穿透能力的高性能聚能装药;(4)对潜艇结构造成更大破坏能力的水下炸药,(5)提高火炮射程和对目标破坏能力的高性能火炮发射药;;(6)高度钝感和抗威胁核武器组件用炸药(7)高性能引爆起动装置;(8)航天用高性能运载火箭的轨道转移飞行器;。(9)新型高速动能杀伤飞行器。其主要目标是高能量密度材料的合成研究是高能量密度材料研究开发的重要内容之一、、。合成能量密度高危险性低稳定性好的新一代含能材料奥克托今(HMX)是目前实际,。,应用于武器系统的能量密度最高其它性能兼优的高能量密度材料一般认为如果能量密,。度超过HMxs%以上则可以认为是能量提高一个台阶沟
4、新的高能量密度材料高能量密,度材料合成研究的近期目标是合成能量密度超过HMx其他性能满足实际使用要求的新20火炸,药1992年。一代含能材料,:多年来高能量密度材料的合成研究主要集中在下列几个研究领域(1)多硝基脂肪;;;(4)多硝基氮杂环化族化合物(2)多硝基含氟化合物(3)多硝基芳香族化合物,(5)多硝基多环笼形化合物,合物其中多硝基氮杂环化合物是近年来最为活跃的一个研,而多硝基多环笼形化合物则是高能量密度材料合成研究的一个很有希望的新的研究究领域。领域1多硝基氮杂环化合物,根据理论计算和实践经验多硝基氮杂环化合物特别是多硝基多环氮杂环化合物这一研HMX、其它性能满足使
5、用要求的高能量密度材料。,究领域有可能合成出能量超过多年来,含能材料合成工作者在该领域内进行了广泛的探索研究成功地合成了多种很有前途的能量HM。接近或超过X的多硝基氮杂环化合物。二11RDXHMX类似物,众所周知黑索今(RDX)是目前世界各国在各种武器系统中普遍使用白幼高能量密度,。材料HMx则是目前实际应用于武器系娜中的最佳的高能量密度材料鉴于RDx和HMx,作为高能量密度材料表现出的优异性能含能材料合成工作者对于分子结构上类似于RDx。.1,3,5一一1,5和HMx的化合物表现了极大的兴趣近年来见诸报道的三硝基3,一三氮杂环己一2〕(k一〔’一2’1,3,3,5,7,了
6、一一l,5一(`3一4’酮〔砂和六硝基二氮杂环辛烷HCO)是这类化合物中。它们的能量接近或超过。合成成功的二个典型例子HMX的水平::NONO::。N、/N。1卜未{/N一K一6O=CN一NOCCHCON一/o:N/N。:_{与{2}N0N0K一6(一。1987最近美国报道了一种代号为或RDX酮)的高能化合物据称年已合成出了,、〔’{。该化合物并于1989年完成了该化物的合成扩大及表征工作该化合物系RDX中的一,由于、,,。个亚甲基为款基所取代碳基的引夕提高了它的晶体密度从而提高了它的能量据,,、、报道它是一个热安定的高能化合物经祖板推动试验圆筒试验状态方程计算和爆速
7、测,一〔。,定数据表明k6的能量输出比HMX高2%一3洲共该化合物国内己于60年代合成成功_〔”。。二1.“,并进行了应用研究国内爆速实测数据为9L82ms/(P8059c/。)稍高于〔“。一6(RDX一,、HMX文献〔幻报道了合成k酮)的原材料及合成路线使用特丁胺尿素和,,k一6,1.。“。甲醛缩合然后将缩合产物用硝酸/醋酚硝化得到目标产物密度92习m文献,,1,〔幻进一步报道他们已将硝化反应扩大到百克量级规模得率仅为1%~21沁并称已找,traz“n“,,到了一种改进的合成方法利用三膝酮(i一种商品肥料)作为原
