北京理工大學(xué)研究了表面原位聚合多巴胺對CL-20 晶型穩(wěn)定性的影響

北京理工大學(xué)利用4 種兒茶酚胺類物質(zhì)在堿性條件下的自聚合反應(yīng)，對ε-CL-20 進(jìn)行表面改性，包覆層質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%～1.6%不等，得到了具有良好晶型穩(wěn)定性的核殼結(jié)構(gòu)含能復(fù)合物。采用DSC和in-situ XRD 等技術(shù)對4 種材料的固-固晶變進(jìn)行了監(jiān)測，相較于ε-CL-20（144.5 ℃），經(jīng)聚多巴胺（PDA）包覆的材料的晶變溫度提高了約30 ℃。同時(shí)，PDA 也在一定程度上降低了CL-20 的撞擊與摩擦感度。

源自：Zhang H，Jiao Q，Zhao W，et al. Enhanced Crystal Stabilities of ε-HNIW via Core-Shell Structured Energetic Composites［J］. Applied Sciences-Basel，2020，10：2663-2675.

俄羅斯門捷列夫化工大學(xué)研究了CL-20 基共晶的熱分解行為

俄羅斯門捷列夫化工大學(xué)制備了CL-20 分別與HMX、DNPP 和BTF、MTNP 兩類含能材料的共晶，并分析了共晶的熱分解過程。晶格的解構(gòu)是加速CL-20 熱分解的主要原因之一。CL-20 基共晶的熱穩(wěn)定性取決于雙分子晶體中的次級組分，當(dāng)次級組分（HMX、DNPP）熱穩(wěn)定性高于CL-20，共晶的熱分解過程與CL-20 一致；當(dāng)次級組分（BTF、MTNP）先于CL-20 發(fā)生熔化、蒸發(fā)等過程，CL-20 則會轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔酂o定形態(tài)，造成熱穩(wěn)定性的大幅下降。相關(guān)的燃燒實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了上述理論。此外，基于CL-20 基共晶熱分解的動力學(xué)模型對其安全性進(jìn)行了評估。

源自：Sinditskii VP，Yudin NV，F(xiàn)edorchenko SI，et al. Thermal decomposition behavior of CL-20 co-crystals［J］. Thermochimica Acta，2020，691：178703.

德國弗勞恩霍夫化學(xué)技術(shù)研究所研究了TKX-50 的熱行為與相應(yīng)微結(jié)構(gòu)變化

德國弗勞恩霍夫化學(xué)技術(shù)研究所采用原位XRD 技術(shù)對TKX-50 在受熱過程中晶體結(jié)構(gòu)變化、熱膨脹與各向異性峰展寬進(jìn)行了分析。通過與CCDC 數(shù)據(jù)庫的對比驗(yàn)證了TKX-50 在受熱時(shí)的高度各向異性膨脹行為與其層狀結(jié)構(gòu)相關(guān)。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)在180～200oC 溫度區(qū)間內(nèi)，TKX-50 的分解過程首先生成1%～5%的5，5′-聯(lián)四唑-1，1′-二元酸聯(lián)銨。對TKX-50 的微結(jié)構(gòu)的分析顯示器微應(yīng)變程度較低，并且（010）層狀結(jié)構(gòu)不受應(yīng)變的影響。該結(jié)果支持了這種含能材料內(nèi)部的層狀結(jié)構(gòu)可以起到鈍感作用而不破壞力學(xué)穩(wěn)定性的假說。

源自：Herrmann M，F(xiàn)?rter-Barth U. Thermal Behavior and Micro Structure of TKX-50［J］. Propellants Explosives Pyrotechnics，2021，46，262-266.

南京理工大學(xué)研究了DNTF 在甲醇和乙酸/水溶液中螺旋生長的晶體形貌

南京理工大學(xué)為了解釋甲醇和乙酸/水（7：3）溶液中結(jié)晶得到的DNTF 均為“鉆石”形這一現(xiàn)象，采用分子動力學(xué)方法建立考慮結(jié)合能、溫度、溶解度的螺旋生長模型，在低過飽和度下預(yù)測晶體形貌。在兩種溶液中（001）、（111）和（111ˉ）面為主要的裸露面，而（011）、（101）和（110）面則只占據(jù)極小的區(qū)域甚至消失，該預(yù)測結(jié)果與在實(shí)驗(yàn)觀測到的DNTF 冷卻結(jié)晶過程高度一致。由于該方法不僅考慮到晶體表面拓?fù)渖L的內(nèi)在因素，同時(shí)也考慮了環(huán)境因素多結(jié)晶過程的影響，因此預(yù)測結(jié)果更準(zhǔn)確，可以為DNTF 的結(jié)晶過程提供理論支持。

源自：Song L，Zhao FQ，Xu SY，et al. Crystal Morphology of 3，4-Bis（3-nitrofurazan-4-yl）furoxan in Methanol and Acetic Acid/Water Solutions by Spiral Growth Mechanism［J］. Propellants Explosives Pyrotechnics，2020，45：1125-1132.

西南科技大學(xué)研究了CL-20 基復(fù)合含能材料的增材制造技術(shù)與燃燒性能

西南科技大學(xué)開發(fā)了可用于3D 打印的CL-20/HTPB 復(fù)合含能材料，通過調(diào)節(jié)復(fù)合物中亞微米CL-20 的含量與粘結(jié)劑的固化比，獲得了具有良好流變性的快干直寫油墨。采用增材制造技術(shù)可以使裝藥適應(yīng)多種復(fù)雜的形狀，該工作中CL-20/HTPB 復(fù)合含能材料良好的力學(xué)性能賦予其在復(fù)雜形狀下依然能保持結(jié)構(gòu)完整性的特點(diǎn)。3D 打印的CL-20/HTPB 復(fù)合含能材料燃燒性能受打印噴頭直徑的影響，火焰延遲時(shí)間與最大燃燒面積均隨直徑增大而升高，而燃速則隨直徑增大而降低，此外，燃速也隨復(fù)合物中CL-20 的含量增大而得到提高。

源自：Wang D，Guo C，Wang R，et al. Additive manufacturing and combustion performance of CL-20 composites［J］. Journal of Materials Science，2020，55：2836-2845.

美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室研究了CL-20 基炸藥LX-19 的爆轟性能

美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了一種全新的爆轟性能測試方法，采用該方法測試了接近理想炸藥的CL-20 基LX-19 高聚物粘結(jié)炸藥，獲得了炸藥的小規(guī)模爆轟性能模型。該模型包括了全新的爆轟產(chǎn)物狀態(tài)方程與爆轟波陣面?zhèn)鞑恿W(xué)法則，此外，還獲得了兩項(xiàng)非流體力學(xué)產(chǎn)物狀態(tài)方程生成技術(shù)以加速該模型參數(shù)化過程。該方法對炸藥爆轟性能的建模與準(zhǔn)確預(yù)估起到了至關(guān)重要的作用。

源自：Chiquete C，Jackson SI，Detonation performance of the CL-20-based explosive LX-19［J］. Proceedings of the Combustion Institute，https：//doi.org/10.1016/j.proci.2020.07.089.

中北大學(xué)研究了采用溶劑/反溶劑法制備的MTNP/PETN 共熔物的性能

中北大學(xué)開發(fā)了一種制備MTNP/PETN 共熔物的新方法，首先采用DSC 分析確定共熔物相圖，并確定最優(yōu)摩爾比，然后采用溶劑/反溶劑法獲得混合物，最后采用冷凍干燥法得到共熔物。采用XRD、FTIR、TG-MS 等多種手段對共熔物的熱分解過程、機(jī)械感度等性能進(jìn)行了表征，并對其爆轟性能進(jìn)行了理論計(jì)算。由于分子間作用力的存在，MTNP/PETN 的化學(xué)相容性較差，但MTNP/PETN 共熔物的高能量與不敏感特性使其有望成為TNT 基熔鑄炸藥替代物。

源自：Kou Y，Song X，Guo K. Characterization，Thermolysis，and Energetic Properties of an MTNP/PETN Eutectic Prepared via the Solvent/Anti-Solvent Method［J］. Propellants，Explosives，Pyrotechnics，2020，46：299-308.

西安近代化學(xué)研究所研究了納米Fe3O4/rGO 對TKX-50 的熱分解催化效果

西安近代化學(xué)研究所采用優(yōu)化界面溶劑熱法在還原氧化石墨烯（rGO）表面制備了高分散Fe3O4納米顆粒。SEM、TEM 及Brunauer-Emmett-Teller 比表面積分析表明采用rGO基板后Fe3O4的團(tuán)聚程度大幅降低，F(xiàn)e3O4顆粒粒徑約為100 nm。Fe3O4/rGO 復(fù)合物使TKX-50 的熱分解溫度降低了約45 ℃，表觀活化能降低約26 kJ·mol-1，該復(fù)合物可作為TKX-50 基鈍感固體推進(jìn)劑的燃燒催化劑。

源自：Zhang J，Zhao F，Yang Y，et al. Enhanced catalytic performance on the thermal decomposition of TKX-50 by Fe3O4nanoparticles highly dispersed on rGO［J］. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry，2020，140：1759-1767.

西南科技大學(xué)研究了CL-20/MTNP 共晶及“共形物”的聲子譜與熱容

西南科技大學(xué)采用密度泛函方法計(jì)算了CL-20/MTNP 共晶構(gòu)型及其“共形物”的聲子譜與熱容量。通過對共晶構(gòu)型及其共形物聲子態(tài)密度的分析，確定構(gòu)型的能量流動方向和引發(fā)鍵位置，揭示其熱分解機(jī)理、爆轟性能和感度。對于CL-20/MTNP 共晶構(gòu)型，其聲子數(shù)和特征振動頻率在其共形物之間，該計(jì)算結(jié)果為實(shí)驗(yàn)上得到的撞擊感度排序ε-CL-20＞CL-20/MTNP＞MTNP 提供了微觀上的解釋。相比MTNP 分子，CL-20 分子更多的聲子和更強(qiáng)的聲子態(tài)密度峰說明該共晶構(gòu)型的爆轟性能主要取決于CL-20。通過德拜晶格振動模型得到的熱容量在0-600 K 的溫度范圍內(nèi)隨著溫度的升高而升高，各構(gòu)型的熱容量排序?yàn)棣?CL-20＞CL-20/MTNP＞MTNP。

源自：Guo R，Tao J，Duan XH，et al. Study on phonon spectra and heat capacities of CL-20/MTNP cocrystal and co-formers by density functional theory method［J］. Journal of Molecular Modeling，2020，36：148.

中北大學(xué)開發(fā)了GAP/NC/DNTF 基油墨打印微傳爆藥用于高強(qiáng)度PyroMEMS

中北大學(xué)研究了可采用油墨打印方式裝藥的GAP/NC/DNTF 復(fù)合含能材料，該復(fù)合物采用聚合物交聯(lián)構(gòu)建穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。對該復(fù)合物形貌、密度、機(jī)械強(qiáng)度、熱分解過程、微尺寸爆轟性能等進(jìn)行了試驗(yàn)與分析，單層復(fù)合物的厚度不超過10 μm；與DNTF 相比，復(fù)合物的熱分解溫度和活化能沒有明顯變化。固化劑的交聯(lián)反應(yīng)提高了復(fù)合物的機(jī)械強(qiáng)度和裝藥密度。GAP/NC/DNTF 復(fù)合含能材料的臨界直徑可達(dá)1 mm×0.01 mm，爆速達(dá)到8686 m·s-1，表現(xiàn)出相當(dāng)優(yōu)異的微尺寸爆轟能力。

源自：He Y，Guo X，Long Y，et al. Inkjet Printing of GAP/NC/DNTF Based Microscale Booster with High Strength for PyroMEMS［J］. Micromachines，2020，11：415.