雙環(huán)三唑類高氮含能化合物的設計與理論研究
發(fā)布時間:2021-06-26 03:08
在高氮含能化合物快速發(fā)展的今天,雙環(huán)三唑被認為是可以改善單三唑環(huán)的能量性質,生成更高密度、更好穩(wěn)定性、更低感度和更好氧平衡的高氮含能化合物。本論文通過雙環(huán)三唑的多個化學修飾位點,引入硝化高能基團(如:硝基、硝氨基、三硝基甲基);或通過引入N-氧化物的方法;同時利用橋連基團改善化合物的正生成焓,提高爆轟性能。研究內容主要分為以下三部分:(1)基于雙(1-硝胺基-3-硝基-三唑)的理論研究利用雙環(huán)三唑的化學修飾位點,引入硝基、硝氨基高能硝化基團,形成雙(1-硝胺基-3-硝基-三唑),再通過不同橋連基團連接構成C系列含能化合物。該系列化合物具有較高的密度(ρ=1.80-1.88 g·cm-3)和較高的爆轟性能(D=8.33-8.91km·s-1,P=30.84-36.09 GPa)。其中,含氮量較多的橋連基團的含能化合物具有優(yōu)異的爆轟性能和較低的感度,如:C4(偶氮基)、C8(二氨基四唑酮)、C10(二氨基四唑)。(2)基于多硝基雙環(huán)三唑的理論研究在雙環(huán)三唑的化學修飾位點上引入硝基、三硝基甲基高能硝化基團,形成多硝基雙環(huán)三唑,再通過不同橋連基團連接...
【文章來源】:西南科技大學四川省
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
所示的高氮含能化合物中有較少的C和H,可以幫助提高密度,達到
西南科技大學碩士學位論文2表1-1傳統(tǒng)含能化合物Table1-1Traditionalenergeticcompounds化合物結構式密度(g·cm-3)爆速(m·s-1)年份及國家2,4,6-三硝基甲苯(TNT)1.6567001863年瑞典[20]1,3,5-三硝基-1,3,5-三嗪(RDX)1.8184001898年德國[22]三氨基三硝基苯(TATB)1.9476001987年美國[23]1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四唑嗪(HMX)1.9191001899年德國[21]六硝基六氮雜異伍茲烷(CL-20)2.0497301987年美國[24]1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(LLM-105)1.9185601995年美國[26]八硝基立方烷(ONC)1.98101002000年美國[25]而如圖1-1所示的高氮含能化合物中有較少的C和H,可以幫助提高密度,達到良好的氧平衡,使每克高能化合物產生更多摩爾的氣態(tài)產物,因此較高的含氮量具有積極作用。在高氮含能化合物中[16],N-N(160kJ·mol-1)、N=N(418kJ·mol-1)與N≡N(954kJ·mol-1)的平均鍵能差異很大,因此氮氮鍵之間的轉換一般伴隨著巨大的能量。由于富氮含能化合物的大部分能量來自正生成焓,那么正生成焓與分子的氮含量密切相關。但是氮分子的產生則會產生巨大的熱力學驅動力,這就解釋了為什么許多富氮
1緒論3含能化合物常具有不穩(wěn)定性。圖1-1精選的富氮含能化合物Figure1-1SelectedNitrogen-RichEnergeticCompounds盡管高能量始終是含能材料的首要要求,但由于實際應用中與安全相關的問題數(shù)量急劇增多[17],同時高能量也總是伴隨著分子穩(wěn)定性的降低[18]。因此,人們對高能化合物的分子穩(wěn)定性這一要求變得更加迫切。現(xiàn)在面臨最主要的挑戰(zhàn)是如何平衡不相容的能量與穩(wěn)定性[19],急需開發(fā)能在穩(wěn)定性和高能量之間具有良好平衡的高性能含能材料。在過去的幾十年里,雜環(huán)與高能基團的結合已成為設計富氮高能化合物的一種被廣泛接受的方法[27]。其中,高能基團[28]包括硝基、硝基氨基、二硝基甲基和三硝基甲
【參考文獻】:
期刊論文
[1]3,4,5-三硝基吡唑及其衍生物的研究進展[J]. 吳軍鵬,曹端林,王建龍,劉洋,李永祥. 含能材料. 2016(11)
[2]5,5′-聯(lián)四唑-1,1′-二氧二羥胺的熱分解動力學[J]. 王俊峰,楊云峰,張春園,王小軍,張曉鵬. 火炸藥學報. 2015(02)
博士論文
[1]三唑類富氮化合物的合成、結構及其性能研究[D]. 張英豪.北京理工大學 2016
[2]高氮含能化合物的分子設計與性能預測[D]. 衛(wèi)濤.南京理工大學 2015
碩士論文
[1]含氮雜環(huán)系列含能材料的結構與性能研究[D]. 張寶榮.武漢理工大學 2010
本文編號:3250506
【文章來源】:西南科技大學四川省
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
所示的高氮含能化合物中有較少的C和H,可以幫助提高密度,達到
西南科技大學碩士學位論文2表1-1傳統(tǒng)含能化合物Table1-1Traditionalenergeticcompounds化合物結構式密度(g·cm-3)爆速(m·s-1)年份及國家2,4,6-三硝基甲苯(TNT)1.6567001863年瑞典[20]1,3,5-三硝基-1,3,5-三嗪(RDX)1.8184001898年德國[22]三氨基三硝基苯(TATB)1.9476001987年美國[23]1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四唑嗪(HMX)1.9191001899年德國[21]六硝基六氮雜異伍茲烷(CL-20)2.0497301987年美國[24]1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(LLM-105)1.9185601995年美國[26]八硝基立方烷(ONC)1.98101002000年美國[25]而如圖1-1所示的高氮含能化合物中有較少的C和H,可以幫助提高密度,達到良好的氧平衡,使每克高能化合物產生更多摩爾的氣態(tài)產物,因此較高的含氮量具有積極作用。在高氮含能化合物中[16],N-N(160kJ·mol-1)、N=N(418kJ·mol-1)與N≡N(954kJ·mol-1)的平均鍵能差異很大,因此氮氮鍵之間的轉換一般伴隨著巨大的能量。由于富氮含能化合物的大部分能量來自正生成焓,那么正生成焓與分子的氮含量密切相關。但是氮分子的產生則會產生巨大的熱力學驅動力,這就解釋了為什么許多富氮
1緒論3含能化合物常具有不穩(wěn)定性。圖1-1精選的富氮含能化合物Figure1-1SelectedNitrogen-RichEnergeticCompounds盡管高能量始終是含能材料的首要要求,但由于實際應用中與安全相關的問題數(shù)量急劇增多[17],同時高能量也總是伴隨著分子穩(wěn)定性的降低[18]。因此,人們對高能化合物的分子穩(wěn)定性這一要求變得更加迫切。現(xiàn)在面臨最主要的挑戰(zhàn)是如何平衡不相容的能量與穩(wěn)定性[19],急需開發(fā)能在穩(wěn)定性和高能量之間具有良好平衡的高性能含能材料。在過去的幾十年里,雜環(huán)與高能基團的結合已成為設計富氮高能化合物的一種被廣泛接受的方法[27]。其中,高能基團[28]包括硝基、硝基氨基、二硝基甲基和三硝基甲
【參考文獻】:
期刊論文
[1]3,4,5-三硝基吡唑及其衍生物的研究進展[J]. 吳軍鵬,曹端林,王建龍,劉洋,李永祥. 含能材料. 2016(11)
[2]5,5′-聯(lián)四唑-1,1′-二氧二羥胺的熱分解動力學[J]. 王俊峰,楊云峰,張春園,王小軍,張曉鵬. 火炸藥學報. 2015(02)
博士論文
[1]三唑類富氮化合物的合成、結構及其性能研究[D]. 張英豪.北京理工大學 2016
[2]高氮含能化合物的分子設計與性能預測[D]. 衛(wèi)濤.南京理工大學 2015
碩士論文
[1]含氮雜環(huán)系列含能材料的結構與性能研究[D]. 張寶榮.武漢理工大學 2010
本文編號:3250506
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