含能材料前沿導論

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 含能材料研究現(xiàn)狀 2
1.3 含能材料前沿發(fā)展方向 9
1.3.1 鈍感高能材料結(jié)構(gòu)設(shè)計新理論 9
1.3.2 含能材料制備新技術(shù) 11
1.3.3 含能材料應(yīng)用新范疇 11
參考文獻 13
第2章 含能材料性能理論研究 14
2.1 含能材料關(guān)鍵參數(shù)計算 14
2.1.1 密度預估 14
2.1.2 生成焓計算 15
2.1.3 爆熱計算 18
2.2 含能材料感度預估 20
2.2.1 量子力學方法 21
2.2.2 定量結(jié)構(gòu)-性質(zhì)相關(guān)性法 22
2.3 含能材料力學性能 25
2.3.1 力學性能測試方法 25
2.3.2 力熱耦合機制 31
2.3.3 結(jié)構(gòu)形變模擬 32
2.4 含能材料反應(yīng)活性理論研究 37
2.4.1 分子動力學理論及發(fā)展現(xiàn)狀 37
2.4.2 含能材料在極端條件下的化學反應(yīng) 38
2.5 含能材料爆轟性能理論研究 42
2.5.1 爆轟性能理論計算基礎(chǔ) 43
2.5.2 爆轟性能預估軟件 44
參考文獻 45
第3章 含能材料的合成與制備 56
3.1 傳統(tǒng)有機含能材料 56
3.1.1 高能硝胺化合物 56
3.1.2 鈍感硝基化合物 59
3.1.3 含能增塑劑 76
3.1.4 含能催化劑 82
3.2 含能離子液體 84
3.2.1 唑類含能離子液體 84
3.2.2 季銨鹽類含能離子液體 89
3.2.3 其他含能離子液體 90
3.3 高氮及全氮化合物 94
3.3.1 高氮化合物 94
3.3.2 全氮化合物 109
3.4 硝基芳烴化合物 114
3.4.1 離子液體中制備 114
3.4.2 無機固體酸催化作用下制備 118
3.4.3 過渡金屬及鑭系金屬鹽作用下制備 121
3.5 含能配合物 123
3.5.1 高氯酸類含能配合物 123
3.5.2 疊氮類含能配合物 126
3.5.3 硝酸類含能配合物 127
3.5.4 硝基酚類含能配合物 128
3.5.5 配位中心的作用 130
3.6 亞穩(wěn)態(tài)分子間復合物 131
3.6.1 制備方法 131
3.6.2 基于金屬氧化物的MICs 132
3.6.3 基于氟聚物的MICs 134
3.6.4 基于碘氧化物或碘酸鹽的MICs 136
3.7 金屬有機框架含能材料 141
3.7.1 中性MOFs 141
3.7.2 陽離子型MOFs 150
3.7.3 陰離子型MOFs 151
參考文獻 153
第4章 含能材料的釋能規(guī)律 169
4.1 含能材料熱分解動力學 169
4.1.1 基辛格法 169
4.1.2 等轉(zhuǎn)化率法 170
4.2 熱分解反應(yīng)物理模型計算方法 171
4.2.1 經(jīng)驗?zāi)Ｐ头?171
4.2.2 聯(lián)合動力學分析法 173
4.2.3 樣品受控熱分析法 174
4.3 含能材料熱分解機理 174
4.3.1 分解機理研究方法 174
4.3.2 推進劑分解產(chǎn)物與燃燒模型 175
4.3.3 熱分解及燃燒機理的理論研究 176
4.4 含能材料燃燒特性 180
4.4.1 含能材料點火 180
4.4.2 鋁粉氧化燃燒過程 182
4.4.3 鋁粉燃燒效率影響因素 187
4.4.4 固體推進劑燃燒性能調(diào)控 191
4.5 含能材料燃燒轉(zhuǎn)爆轟 195
4.5.1 燃燒轉(zhuǎn)爆轟的研究方法 196
4.5.2 燃燒轉(zhuǎn)爆轟影響因素 199
4.5.3 燃燒轉(zhuǎn)爆轟機理 202
4.6 極端條件下含能材料的響應(yīng) 203
4.6.1 極端條件的分類 203
4.6.2 超高壓制備技術(shù) 205
4.6.3 含能材料高壓響應(yīng) 209
參考文獻 214
第5章 含能材料的改性 225
5.1 含能材料顆粒的表面改性 225
5.1.1 晶體的表面無缺陷處理 225
5.1.2 晶體表面惰性包覆 226
5.2 含能材料的摻混改性 228
5.2.1 金屬氧化物摻混含能復合物 228
5.2.2 雜化復合含能晶體 230
5.3 含能材料的重結(jié)晶與共晶 231
5.3.1 材料晶體學基本理論 231
5.3.2 含能材料重結(jié)晶技術(shù) 232
5.3.3 含能材料共晶技術(shù) 234
5.4 含能材料的納米化改性 240
5.4.1 納米含能材料的優(yōu)勢 240
5.4.2 納米單質(zhì)含能材料 242
5.5 碳納米材料改性含能材料 243
5.5.1 碳納米管基含能材料 243
5.5.2 氧化石墨烯基含能材料 256
5.5.3 石墨烯基含能材料 262
5.5.4 熱解碳改性含能材料 264
5.5.5 功能化富勒烯含能材料 265
參考文獻 272
第6章 復合含能材料的配方設(shè)計及應(yīng)用 283
6.1 高能固體推進劑 283
6.1.1 NEPE高能固體推進劑 283
6.1.2 CL-20高能固體推進劑 285
6.1.3 HNF高能固體推進劑 286
6.1.4 ADN高能固體推進劑 289
6.1.5 含儲氫材料的高能固體推進劑 293
6.2 綠色液體推進劑 295
6.2.1 綠色單組元液體推進劑 295
6.2.2 綠色雙組元液體推進劑 300
6.2.3 高能原子液體推進劑 303
6.3 低煙焰發(fā)射藥 304
6.3.1 低焰發(fā)射藥 304
6.3.2 低煙發(fā)射藥 307
6.4 聚合物炸藥 310
6.4.1 聚合物炸藥概述 310
6.4.2 基于RDX的PBX 310
6.4.3 基于HMX的PBX 311
6.4.4 基于CL-20的PBX 313
6.4.5 基于TATB的PBX 314
6.5 火工藥劑 315
6.5.1 火工藥劑概述 315
6.5.2 點火藥 316
6.5.3 照明劑 319
6.5.4 延期藥 322
6.5.5 煙霧劑 324
參考文獻 325
第7章 含能材料的安全與環(huán)保要求 331
7.1 感度 331
7.1.1 機械感度 331
7.1.2 靜電火花感度 333
7.1.3 沖擊波感度 333
7.1.4 能量密度與安全性的制約關(guān)系 334
7.1.5 感度理論及內(nèi)在機制 336
7.2 相容性與安定性 339
7.2.1 相容性和安定性的評價方法 339
7.2.2 相容性研究現(xiàn)狀 342
7.3 易損性 344
7.3.1 低易損性彈藥的研究背景 344
7.3.2 低易損性彈藥的評價標準 346
7.3.3 低易損性彈藥的現(xiàn)狀 347
7.4 含能材料的毒性與環(huán)保含能材料 347
7.4.1 含能材料毒性內(nèi)涵 347
7.4.2 含能材料環(huán)保原料 349
7.4.3 環(huán)保型含能材料 352
7.5 含能材料的綠色工藝 355
7.5.1 綠色制造技術(shù)概述 355
7.5.2 綠色合成工藝 356
7.5.3 綠色制造工藝 358
7.6 廢舊含能材料的回收利用 359
7.6.1 廢舊含能材料的來源和性質(zhì) 359
7.6.2 廢舊含能材料的再利用途徑 360
7.6.3 廢舊含能材料的回收再利用技術(shù) 361
參考文獻 364
附錄 369
A1 國外主要含能材料研究機構(gòu)簡介 369
A2 重要學術(shù)會議 380