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高能量密度材料

高能量密度材料是一類具有高密度和高爆轟性能的含能材料。這類材料通常用於需要高能量輸出的套用中,如軍事、航空航天等領域。奧克托今HMX)是目前使用最廣泛的高能量密度材料。然而,文獻報導的大多數新型高能量密度材料在獲得更高能量密度的同時往往會犧牲材料的部分安全性,如導致分解溫度、感度等性能的降低。因此,設計製備兼具高能量和高安全且能量水平優於HMX的新型高能量密度材料是研究領域面臨的一項長期挑戰。

北京理工大學材料學院龐思平教授團隊利用多爆炸基團協同作用策略,在稠環骨架中同時引入穩定性基團(C-NH2)和能量密度提升基團(C-NO2,N→O),利用多爆炸基團的協同耦合作用,在提升結構能量密度的同時使其安全性也獲得了大幅提升。他們設計製備了性能優越的新型高能量密度材料,該材料以BITE(BIT Explosives)為代號,命名為BITE-101,目前已申請中國發明專利。與HMX相比,BITE-101的起始分解溫度為295 °C,峰值分解溫度為300°C,爆速為9314 m s-1,爆壓為39.3 GPa,撞擊感度為18 J,摩擦感度為128 N,綜合性能全面超越傳統單質炸藥HMX。

這項研究為同時提升含能材料能量與安全性,創製新型高能量密度材料提供了新思路。