含能材料
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2018-07-09
含能材料的實(shí)例教程
近日，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所采用超快探測(cè)方法與極端高溫高壓實(shí)驗(yàn)技術(shù)，將普通氮?dú)獬晒铣蔀槌?em>含能材料聚合氮和金屬氮，揭示了金屬氮合成的極端條件范圍、轉(zhuǎn)變機(jī)制和光電特征等關(guān)鍵問(wèn)題，將金屬氮的研究向前推進(jìn)了一大步。
氮材料聚合物是五種常規(guī)超高含能材料之一，蘊(yùn)含大量可釋放化學(xué)能。在極端高溫高壓條件下，氮分子會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)變化，從而形成聚合氮和金屬氮，這兩種氮材料都是典型的超高含能材料，是目前常用炸藥TNT能量密度的十倍以上，具有含能密度高、綠色無(wú)污染和可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，如果能作為燃料應(yīng)用于載人火箭一、二級(jí)推進(jìn)器，有望將目前火箭起飛重量提升數(shù)倍以上。
鑒于傳統(tǒng)的高溫高壓實(shí)驗(yàn)方法和探測(cè)手段的局限性，此前的研究?jī)H部分反映了氮在極端條件下的行為，未能全面揭示由絕緣態(tài)的氮分子向金屬氮轉(zhuǎn)變的壓力、溫度和物性的全息相圖。
中科院科研團(tuán)隊(duì)在原有的金剛石對(duì)頂砧裝置的基礎(chǔ)上，引入了脈沖激光加熱技術(shù)和超快光譜探測(cè)方法，建成了集高溫高壓產(chǎn)生及物性測(cè)量的原位綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。研究人員獲取了高溫高壓極端條件，并在此條件下原位研究了氮分子在轉(zhuǎn)變過(guò)程中的光學(xué)吸收特性和反射特性，確定了氮分子解離的相邊界及金屬氮合成的極端壓力溫度條件范圍，原位光譜分析研究也進(jìn)一步證實(shí)了實(shí)驗(yàn)中確實(shí)合成了具有半金屬性質(zhì)的聚合氮和具有完美金屬特性的金屬氮。
來(lái)源：中國(guó)化工報(bào)
展開(kāi) 記者從中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院獲悉，該院固體物理研究所科研人員成功合成了超高含能材料聚合氮和“金屬氮”，揭示了“金屬氮”合成的極端條件范圍、轉(zhuǎn)變機(jī)制和光電特征等關(guān)鍵問(wèn)題，將“金屬氮”的研究向前推進(jìn)了一大步。相關(guān)結(jié)果日前發(fā)表在國(guó)際著名綜合性期刊《自然》子刊上。
全氮材料聚合物被認(rèn)為是五種常規(guī)超高含能材料之一。在極端高溫高壓條件下，氮分子會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)變化，比如分子發(fā)生解離進(jìn)而發(fā)生聚合作用形成聚合氮或進(jìn)一步形成“金屬氮”，這兩種形態(tài)的氮材料都是典型的超高含能材料，是目前常用炸藥TNT能量密度的十倍以上，如果能作為燃料應(yīng)用于載人火箭一、二級(jí)推進(jìn)器，有望將目前火箭起飛重量提升數(shù)倍以上。然而，“金屬氮”并不容易獲得，需要高達(dá)百萬(wàn)大氣壓(GPa)的極端高壓和幾千度的高溫條件。
科研人員以普通氮?dú)鉃樵?em>材料，引入了脈沖激光加熱技術(shù)和超快光譜探測(cè)方法，建成了集高溫高壓產(chǎn)生及物性測(cè)量的原位綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。利用綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究人員獲取了高達(dá)170GPa、8000K高溫高壓極端條件，并在此條件下原位研究了氮分子在絕緣體—半導(dǎo)體—金屬轉(zhuǎn)變過(guò)程中的光學(xué)吸收特性和反射特性，確定了氮分子解離的相邊界及“金屬氮”合成的極端壓力溫度條件范圍，原位光譜分析研究也進(jìn)一步證實(shí)了實(shí)驗(yàn)中確實(shí)合成了具有半金屬性質(zhì)的聚合氮和具有完美金屬特性的“金屬氮”。
該成果不僅能夠?qū)ζ渌问礁吣艿?em>材料的合成提供指導(dǎo)，也為未來(lái)“金屬氫”的成功合成奠定了重要基礎(chǔ)。
文章來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)
展開(kāi) 本書(shū)介紹了有限元分析常用的材料本構(gòu)模型、 狀態(tài)方程、 材料動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)的標(biāo)定方法， 給出了上千種常用材料的數(shù)值計(jì)算材料模型參數(shù)， 涉及各類(lèi)金屬、 陶瓷、 玻璃、 生物材料、 空氣、 水、 冰、 地質(zhì)材料、 含能材料、 有機(jī)聚合物和復(fù)合材料等， 同時(shí)列出了數(shù)據(jù)來(lái)源。本書(shū)適合理工科院校的教師、 本科高年級(jí)學(xué)生和研究生作為有限元分析學(xué)習(xí)輔助教材， 也可以作為國(guó)防軍工、 航空航天、 汽車(chē)碰撞、 材料加工、 生物醫(yī)學(xué)、 電子產(chǎn)品、 結(jié)構(gòu)工程、 采礦、 船舶等行業(yè)工程技術(shù)人員的工程設(shè)計(jì)和數(shù)值計(jì)算參考手冊(cè)， 還可應(yīng)用于有限元計(jì)算軟件材料庫(kù)的開(kāi)發(fā)。
展開(kāi) 21.04.24補(bǔ)充說(shuō)明：
怎么看有沒(méi)有點(diǎn)火（著火）：計(jì)算結(jié)束時(shí)直接停止，可以畫(huà)下溫度-時(shí)間曲線，若溫度梯度很大，說(shuō)明材料內(nèi)部已失穩(wěn)，請(qǐng)參考文獻(xiàn)試驗(yàn)與仿真結(jié)果：
2. 升溫速率怎么更改：請(qǐng)?jiān)?邊界條件 根據(jù)情況修改升溫速率。
初始正文
含能材料在慢速烤燃試驗(yàn)中因內(nèi)熱源的存在，即受熱分解，最終引導(dǎo)燃燒、爆炸等劇烈反應(yīng)。采用HETVAL子程序的一步分解慢速烤燃模型請(qǐng)參考：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1300451
然而有時(shí)反應(yīng)并不是一步完成的，需要多步反應(yīng)模型，此時(shí)HETVAL并不夠用。為此，調(diào)用強(qiáng)大的USDFLD子程序跟HETVAL聯(lián)用解決問(wèn)題。當(dāng)然，USDFLD非常強(qiáng)大，本例僅演示其與HETVAL的聯(lián)用并分析慢速烤燃過(guò)程。
本例提供HETVAL、USDFLD子程序、cae及inp源文件，咨詢請(qǐng)聯(lián)系我 QQ：180280578。
附件包括詳細(xì)建模過(guò)程、材料參數(shù)、注意事項(xiàng)及子程序。
展開(kāi) Abaqus慢速烤燃模擬 ￥17
<p><img referrerpolicy="no-referrer" crossorigin="anonymous" data-referrer-policy-set="true" src="/images/content/youku-case.png"> </p><p><br></p><p>含能材料在慢速烤燃試驗(yàn)中因內(nèi)熱源的存在，即受熱分解，最終引導(dǎo)燃燒、爆炸等劇烈反應(yīng)。<a href="/major/abaqus" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Abaqus</a>提供了HETVAL子程序，能夠很好地模擬慢速烤燃過(guò)程。本教程以單步分解慢速烤燃為例，一步一步演示建模計(jì)算過(guò)程；同時(shí)提供HETVAL子程序。cae及inp源文件請(qǐng)聯(lián)系我 180280578@qq.com。</p><p>附件包括詳細(xì)建模過(guò)程、材料參數(shù)、注意事項(xiàng)及子程序。</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202101/24413a0ac24c49f8b59f52f5900fb2f9.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202101/24413a0ac24c49f8b59f52f5900fb2f9.jpg?
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含能材料的最新內(nèi)容
火炸藥是由含能材料與其它功能性材料組成的復(fù)合材料體系，作為武器彈藥動(dòng)力和毀傷能源，其老化性能研究一直受到各國(guó)研究者和軍方的關(guān)注 。
對(duì)于含高分子黏合劑的復(fù)合固體推進(jìn)劑及高聚物黏結(jié)炸藥（PBX），其黏合劑的結(jié)構(gòu)與性能是影響其老化過(guò)程中力學(xué)性能、安全性能及結(jié)構(gòu)完整性的關(guān)鍵因素 。
本書(shū)介紹了有限元分析常用的材料本構(gòu)模型、 狀態(tài)方程、 材料動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)的標(biāo)定方法， 給出了上千種常用材料的數(shù)值計(jì)算材料模型參數(shù)， 涉及各類(lèi)金屬、 陶瓷、 玻璃、 生物材料、 空氣、 水、 冰、 地質(zhì)材料、 含能材料、 有機(jī)聚合物和復(fù)合材料等， 同時(shí)列出了數(shù)據(jù)來(lái)源。
[4]蔣治海,龍新平,韓勇,等.炸藥爆炸驅(qū)動(dòng)殼體破裂及液體噴射過(guò)程試驗(yàn)研究[J].含能材料,2011,19(03):321-324.
[5]薛琨,余琪琪,白春華.爆炸驅(qū)動(dòng)顆粒多相材料形成射流的實(shí)驗(yàn)研究[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2013.
[6]薛琨,許俊彪,白春華.爆炸驅(qū)動(dòng)顆粒射流形成與演化的實(shí)驗(yàn)研究[J].振動(dòng)與沖擊,2014,33(7):8.
從電池化學(xué)體系和熱失控自生熱特性來(lái)看，電池火災(zāi)是含能材料自反應(yīng)的熱氣致燃。基于前述的熱失控演化過(guò)程3個(gè)階段和6個(gè)過(guò)程采取針對(duì)性防控措施非常關(guān)鍵。
3.1 熱失控抑制技術(shù)
現(xiàn)有的熱失控抑制技術(shù)主要集中在冷卻和阻隔兩方面。3.1.1 熱失控冷卻抑制技術(shù)在冷卻手段方面，Liu等研究了細(xì)水霧對(duì)3.7 V、2.6 Ah的NCM(1∶1∶1)電池單體不同SOC下熱失控抑制情況。
（a）不同pH值下的脫除率；脫除NTO后（b）250倍（c）550倍下的掃描電鏡圖；（d）脫除NTO前后的XPS全譜圖
上述研究實(shí)現(xiàn)了基于含能廢水的處理需求，定向化構(gòu)建天然高分子基物理水凝膠吸附劑的策略，探索了一類(lèi)環(huán)保、簡(jiǎn)單的含能廢水吸附材料制備方法，可實(shí)現(xiàn)高性能含能材料的有效回收，具有重要的應(yīng)用價(jià)值和理論指導(dǎo)意義。
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含能材料在慢速烤燃試驗(yàn)中因內(nèi)熱源的存在，即受熱分解，最終引導(dǎo)燃燒、爆炸等劇烈反應(yīng)。采用HETVAL子程序的一步分解慢速烤燃模型請(qǐng)參考：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1300451
然而有時(shí)反應(yīng)并不是一步完成的，需要多步反應(yīng)模型，此時(shí)HETVAL并不夠用。為此，調(diào)用強(qiáng)大的USDFLD子程序跟HETVAL聯(lián)用解決問(wèn)題。
<p><img referrerpolicy="no-referrer" crossorigin="anonymous" data-referrer-policy-set="true" src="/images/content/youku-case.png"> </p><p><br></p><p>含能材料在慢速烤燃試驗(yàn)中因內(nèi)熱源的存在，即受熱分解，最終引導(dǎo)燃燒、爆炸等劇烈反應(yīng)。
近日，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所采用超快探測(cè)方法與極端高溫高壓實(shí)驗(yàn)技術(shù)，將普通氮?dú)獬晒铣蔀槌?em>含能材料聚合氮和金屬氮，揭示了金屬氮合成的極端條件范圍、轉(zhuǎn)變機(jī)制和光電特征等關(guān)鍵問(wèn)題，將金屬氮的研究向前推進(jìn)了一大步。
氮材料聚合物是五種常規(guī)超高含能材料之一，蘊(yùn)含大量可釋放化學(xué)能。
記者從中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院獲悉，該院固體物理研究所科研人員成功合成了超高含能材料聚合氮和“金屬氮”，揭示了“金屬氮”合成的極端條件范圍、轉(zhuǎn)變機(jī)制和光電特征等關(guān)鍵問(wèn)題，將“金屬氮”的研究向前推進(jìn)了一大步。相關(guān)結(jié)果日前發(fā)表在國(guó)際著名綜合性期刊《自然》子刊上。
全氮材料聚合物被認(rèn)為是五種常規(guī)超高含能材料之一。
