號(hào)晚開(kāi)會(huì)暑期學(xué)校課程

含能-含能共晶

——獲得低感高能炸藥的新途徑張朝陽(yáng)中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所材料化學(xué)研究室E-mail:報(bào)告提綱引子：低感高能炸藥與含能-含能共晶（EECC）低感高能EECC的結(jié)構(gòu)與組成低感高能EECC的分子策略結(jié)論與展望致謝１引言現(xiàn)代炸藥的演變

關(guān)鍵詞：緩慢原因：自身的危險(xiǎn)性、能量-安全性的本質(zhì)矛盾

炸藥研發(fā)的一種趨勢(shì)

低感高能（LSHE）

含能共晶[含能-含能共晶（EECC）]

新興的高能炸藥（HE）制備技術(shù)(50cm,8.5km/s)CaoX.,WenY.,XiangB.,LongX.,andZhangC.J.Mol.Mod.2012,18,2471低感高能炸藥（LSHE）改造HE為L(zhǎng)SHE的途徑?含能-含能共晶:新的HE改造方式出現(xiàn)了！CL-20/TNT共晶H50(ε-CL-20)=47cmH50(TNT/CL-20coc.)=99cmO.BoltonandAdamJ.MatzgerAngew.Chem.Int.Ed.2011,50,8960CL-20/HMX共晶O.Bolton,L.Simke,P.Pagoria,andA.MatzgerCrystGrowthDes.2012,12,4311-4314.

問(wèn)題？？？

HE，特別是LSHE，數(shù)量如此之少，怎么發(fā)展？

ECC似乎給我們帶來(lái)了希望。面對(duì)ECC,特別是EECC，我們?cè)趺慈ダ斫?？如：?）形成EECC的條件是什么？有沒(méi)有簡(jiǎn)單的判據(jù)？（2）安全性變化的本質(zhì)是什么？（3）如何預(yù)報(bào)EECC的安全性？（4）滿(mǎn)足LSHE要求的EECC的結(jié)構(gòu)與組成應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？能不能得到LSHE的EECC?2低感高能EECC的組成與結(jié)構(gòu)

ECC的能量與安全性預(yù)估——低感高能的EECC的組成要求低感炸藥晶體中的分子堆積模式TATB和石墨的降感機(jī)制三明治結(jié)構(gòu)的TATB/石墨復(fù)合物分子間摩擦力小結(jié)ECC的能量與安全性預(yù)估——低感高能的EECC的組成要求ZhangC.,CaoY.,LiH.,etal.CrystEngComm,

2013,15,4003.ECC的能量與安全性預(yù)估——低感高能的EECC的組成要求ZhangC.,CaoY.,LiH.,etal.CrystEngComm,

2013,15,4003.ECC的能量與安全性預(yù)估——低感高能的EECC的組成要求ZhangC.,CaoY.,LiH.,etal.CrystEngComm,

2013,15,4003.ECC的能量與安全性預(yù)估——低感高能的EECC的組成要求ZhangC.,CaoY.,LiH.,etal.CrystEngComm,

2013,15,4003.ECC的能量與安全性預(yù)估——低感高能的EECC的組成要求ZhangC.,CaoY.,LiH.,etal.CrystEngComm,

2013,15,4003.低感炸藥晶體中的分子堆積模式TATBLLM-105FOX-7NTOZhangC.,WangX.,andHuangH.J.Am.Chem.Soc.2008,130,8359低感炸藥晶體中的分子堆積模式π-stackedinteractionsinexplosivecrystals:buffersagainstexternalmechanicalstimuliZhangC.,WangX.,andHuangH.J.Am.Chem.Soc.2008,130,8359ZhangC.J.Phys.Chem.B2007,111,6208ZhangC.J.Phys.Chem.B2007,111,14925TATB和石墨的降感機(jī)制ZhangC.J.Phys.Chem.B2007,111,6208ZhangC.J.Phys.Chem.B2007,111,14925TATB和石墨的降感機(jī)制ZhangC.J.Phys.Chem.C2010,114,5078石蠟的降感機(jī)制ZhangC.,CaoX.,andXiangB.J.Phys.Chem.C2010,114,22684三明治結(jié)構(gòu)的

TATB/石墨復(fù)合物ZhangC.,XueX.;CaoY.,etal.CrystEngComm,

Accepted.ZhangC.,XueX.;CaoY.,etal.CrystEngComm,

Accepted.不

同

炸

藥

的

分

子

間

摩

擦

符小結(jié)滿(mǎn)足LSHE條件的EECC的密度應(yīng)大于1.78g/cm3,氧平衡應(yīng)在-100~-50%之間；低感度的炸藥常常具有近平面的分子堆積結(jié)構(gòu),低感度炸藥常常具有較小的分子間摩擦力；共晶只是改變了分子的堆積方式，很少改變分子本身，因此，滿(mǎn)足LSHE的EECC應(yīng)該具有上述類(lèi)似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3低感高能EECC的分子策略設(shè)計(jì)依據(jù)：（準(zhǔn)）平行π-π堆積炸藥+最猛的炸藥(如CL-20和HMX)熱力學(xué)條件與動(dòng)力學(xué)考慮一個(gè)例子:CL-20/DAAF共晶設(shè)計(jì)依據(jù)ZhangC.,CaoY.,LiH.,etal.CrystEngComm,

2013,15,4003.按組成確定的密度和氧平衡ZhangC.,CaoY.,LiH.,etal.CrystEngComm,

2013,15,4003.(準(zhǔn))平行π-π堆積的炸藥TATBDAAzFFOX-7DAAF(準(zhǔn))平行π-π堆積的炸藥TATB(準(zhǔn))平行π-π堆積的炸藥DAAzF(準(zhǔn))平行π-π堆積的炸藥DAAF(準(zhǔn))平行π-π堆積的炸藥FOX-7熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)的考慮晶格能的增加，但是晶格能計(jì)算面臨世界性的難題動(dòng)力學(xué)，人們?cè)谡ㄋ幗Y(jié)晶動(dòng)力學(xué)上的研究較少有沒(méi)有簡(jiǎn)單或半經(jīng)驗(yàn)的方法判定EECC是否能夠形成？例子:CL-20/DAAF共晶設(shè)計(jì)+ZhangC.,privatedata4結(jié)論與展望

EECC與單組分炸藥晶體的區(qū)別在于使不同的炸藥分子有序堆積，因此也改變了原有的分子堆積模式，但分子本身變化不大，這有可能得到滿(mǎn)足LSHE條件的EECC，研究EECC形成的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)還有許多的問(wèn)題要解決，

ECC是得到新型炸藥的有效方法，可大大拓展炸藥的數(shù)量和性能4結(jié)論與展望“Nothinginlifeistobefeared.Itisonlytobeunderstood.”--MarieCurieMarieCuriewasapioneerinthefieldofradioactivity,awardedNobelPrizesinPhysics

andinChemistry.

KnowledgefromanexplosivemoleculeAcknowledgementProfsLiHongzhen(李洪珍)andXuRuijuan(徐瑞娟),Dr.YangZongwei（楊宗偉）,andMr.XuJinjiang（徐金江）GroupmembersTheScience