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共晶,是从分子层面上改善含能材料性能、平衡能量与感度之间适配关系的一种手段。本文以钝感炸药2,6-二氨基-3,5-二硝基-吡嗪-1-氧(ANPZO)和高能炸药环四亚甲基四硝胺(HMX)为对象,研究了ANPZO基共晶炸药,并对其进行设计、制备及表征。其主要内容如下:(1)依据氢键形成原理和官能团成键规则,选择HMX为前驱体,类比设计出ANPZO/HMX共晶炸药。(2)使用分子动力学方法计算出不同炸药分子间的相互作用力,计算结果显示ANPZO与HMX分子间作用力大于ANPZO与ANPZO之间和HMX与HMX分子间的相互作用力;内聚能密度表明ANPZO基共晶技术能够降低HMX的感度;径向分布函数表明ANPZO/HMX共晶体系中存在氢键和范德华力。(3)通过附着能(AE)模型预测ANPZO在真空中的生长晶面,计算晶面和溶剂对ANPZO基共晶的影响。结果表明,ANPZO与HMX共晶最可能发生在ANPZO的(01 1)面和(1 0 1)面;在DMSO溶剂和DMF溶剂中,ANPZO基共晶主要发生在(0 11)面,ANPZO与HMX共晶更容易形成在DMSO溶剂中。(4)研究了ANPZO/HMX共晶制备工艺,选择超声辅助气相扩散法,DMSO为溶剂,水为扩散剂,ANPZO和HMX摩尔比为1:2制备共晶炸药。(5)对样品进行DSC、SEM、IR和XRD表征,DSC测试表明ANPZO/HMX样品具有独特的热分解特性;分析SEM、IR和XRD可知,ANPZO/HMX样品的结构异于HMX、ANPZO。(6)对ANPZO/HMX样品进行机械感度测试,可知ANPZO/HMX样品的特性落高为59cm,比原料HMX提高了96.7%;计算ANPZO/HMX共晶炸药的理论爆速为9090m/s,与原料HMX的爆速相差不大,说明共晶技术在降低HMX感度的同时,保持了HMX的高能量输出特性。