国外超高能含能材料研发状况分析

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1、国外超高能含能材料研发状况分析彭翠枝范夕萍任晓雪张培彭玲霞料等［1］。进入21世纪以来，超高能含能材料因实现能量的惊人突破而受到越来越多国家的高度重视。美、俄采取积极举措大力发展超高能含能材料技术，并在高活性金属储能材料、全氮物质、金属氢和核同质异能素研究上率先取得重大突破。在美、俄带动下，德国、瑞典、印度和日本等国也纷纷启动相关发展计划和研究项目，推动超高能含能材料的研究与应用。超高能含能材料一旦获得应用，武器装备将迎来重大变革，并从根本上改变战争形态和作战样式，从而引发新一轮军事变革。术，依托其雄厚的科技基础，在高活性金属储能材料、全氮物质、金属氢和核同质异能素研究

2、上率先取得重大突破。美、俄在超高能含能材料技术上取得的实质性进展迅速带动其它国家的发展研究。摘要在系统跟踪国外超高能含能材料技术发展动态的基础上，综述了美、俄等国有关高活性储能材料、聚合氮、金属氢和核同质异能素的发展情况与进展，分析了国外超高能含能材料未来发展态势、应用前景及其对武器装备发展、战争形态的影响。关键词超高能含能材料1．1美、俄推出系列重大发展计划，积极推进超高能含能材料技术研究近些年来，美、俄等国纷纷推出高能量密度材料发展计划，重点关注并研究了超高能新物质，产生一大批科研成果，成为超高能含能材料诞生的重要源泉;同时制定并落实各类先进含能材料研究计划，积极支

3、持高能量密度材料、超高能含能材料技术的研究与发展。自20世纪80年代以来，美国国防部、能源部、国家科学研究委员会等机构投入大量资金致力于研究新型超高能量密度材料及常规弹药毁伤效果的提高。从1990年开始，高能量密度材料研究被纳入国防关键技术计划。在巨大的需求牵引下，美军组织了聚合氮金属氢核同质异能素引言含能材料是各类武器系统(包括弹道导弹和巡航导弹)必不可少的毁伤和动力能源材料，是炸药、发射药和推进剂配方的重要组分。超高能含能材料是指能量比常规炸药通常为103J/g)至少高一个数量级的新(型高能物质，目前主要分为两大类:一类是基于化学能的，能量水平为104J/g～105

4、J/g，如:高能/高释放率材料(纳米铝、纳米硼、纳米多孔硅等高活性储能材料)、全氮物质(氮原子簇)、金属氢等;另一类是基于物理能的，能量水平在105J/g以上，如亚稳态核同质异能素、反物质材1国外超高能含能材料技术发展情况与进展当前，以超高能含能材料技术为核心的超高能常规毁伤技术被多国视为可影响国家安全的战略性技术，成为少数军事强国构建常规威慑力和实战能力的一项重要前沿技术。美、俄采取积极举措大力发展超高能含能材料技本文2011-03-02收到，作者分别系北方科技信息研究所副研究员、副研究员、副研究员、助理研究员、助理研究员檽檽檽檽檽殦檽檽檽檽檽工艺与材料包括军队科研机

5、构、高校、社会团体的科学家，甚至有创新能力的小企业科研人员(通过小企业创新计划)在内的研究队伍，推出了“高能量密度物质”计划、“国防研究科学”计划、APPRA-基础计划、国防高级研究计划局联合205计划(JONDARPA205)、“国家先进含能材料研究倡议”计划等多项重大发展计划，全面启动包括高活性金属储能材料、全氮物质和金属氢在内的多种超高能含能材料的研究。超高能含能材料技术在美国国家科技发展战略与基础科学研究计划体系中也占有重要的地位和影响，国家科技发展计划高度重视与超高能含能材料有关的基础科学问题研究，政府的超高能含能材料研究计划(如HEAF计划)则长期致力于新型

6、高能、超高能含能材料技术的发展。俄罗斯则于近年启动了国家级的“创建新型高能材料的基础研究计划”，高度关注全氮高能材料的研究与发展。该计划的第五大专项———“新型高能材料”，为全氮材料研究提供了有力资助。1．2美国超高能含能材料技术研究取得突破性进展由于美国已将活性金属储能材料、多氮(或全氮)物质、金属氢、核同质异能素等确定为超高能含能材料的重点发展方向，在一系列重大发展计划和重点项目的支持及持续的国家投资下，超高能含能材料技术发展十分迅速，相关研究率先取得了突破性进展。1)成功推出多种高活性金属储能材料美国不仅研究了纳米级的铝、镁、硅、硼等多种高活性储能材料(采用云雾爆

7、轰方式，其能量可达5～6倍TNT当量)，还将含纳米铝的温压炸药成功装备巨型空爆炸弹———“炸弹之母”，其爆炸威力相当于11tTNT;美国曾宣布研制的下一个88tTNT当量(是俄罗斯“炸弹之父”的两倍)的高威力巨型炸弹将有可能使用能量水平更高的高活性硼燃料，其战略威慑作用不言而喻。此外，美国陆军研究人员还利用纳米铝、硼、硼化铝和氮化硼纳米管等高活性纳米金属燃料积极开发先进高能量密度发射药。2)全氮材料合成研究取得实质性突破美国于1998年成功获得了属氢的能量特性、转变压力、稳定性、合成机理和可行性等方面进行了大量理论研究，重点研究了氢的绝缘