制备和分解具有增强激光吸收和降低机械灵敏度的球形CL-20复合材料

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学 化学 化学
• 能量材料 能量材料

背景情况:

• 对二次爆炸物的直接激光启动是可取的,但由于激光敏感能量材料的高机械灵敏度而受到阻碍.
• 2,4,6,8,10,12-hexanitro-2,4,6,8,10,12-hexaazaisowurtzitane (CL-20) 是一种强大的爆炸物,但通常具有很高的机械灵敏度.

研究的目的:

• 为了降低CL-20的机械灵敏度 (MS).
• 为了提高CL-20在近红外 (NIR) 频段的激光吸收率.
• 准备适合直接激光启动的CL-20复合材料.

主要方法:

• 使用喷雾干燥方法合成了球形CL-20复合材料 (SCC).
• 在SCC中嵌入了纳米 (Al) 粉和基于石墨烯的催化剂 (GO-CHZ-Co).
• 综合性表征包括形态,粒子大小,激光吸收率,热分解,MS和激光点火特性.

主要成果:

• SCC 的最大临界冲击能量为 3.8 J,比原始的 ε-CL-20 增加了 2.8 J.
• 与原始的CL-20相比,临界摩擦负荷增加了高达108N.
• 激光吸收率在400-1400 nm之间显著增加到近70%,吸收峰值在800-900 nm.
• 在SCC中观察到较低的初始分解温度,特别是在GO-CHZ-Co.
• 分解的明显激活能量取决于Al粒子的大小.
• 通过使用低功率激光器实现了SCCs的成功点火.

结论:

• 开发的SCC显示了显著降低的机械灵敏度和改善的NIR激光吸收率.
• 这些复合材料显示出对能量材料的直接,无头激光启动有前途.
• 这些发现为更安全,更高效的激光燃烧系统铺平了道路.