高比冲含能化合物分子设计与应用_开题报告

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3. 开题报告格式规范参考如下：

A. 文献综述

（查找范文相关文献，介绍本论题目前研究现状、研究成果等内容）

一、国内研究现状

在国内，2011年，薛金强、尚丙坤、王伟等人提出了二嗪类高氮含能化合物由于具有含氮量高、生成焓高、热稳定性好的特点，其在低特征信号推进剂、新型气体发生剂及环保型烟火药中的研发以及使用中显示出了良好的应用前景[5]。

2012年，北京理工大学的张雪娇提出了含能化合物爆轰性能的提高主要是通过化合物的氧平衡、生成热、密度的提高来实现的，但前两者增加的同时通常也增加了化合物的感度，只有密度的增加既能提高性能又不增加感度，二嗪环的稳定性决定了其在未来含能化合物发展中占有一席之位[6]。

2015年，莫善雁在《基于吸电子基取代乙酰胺衍生物的杂环合成》中提出通过用硝基乙酰胺亚硝化的操作可以开发出一种新的合成1,4,2,5-二噁二嗪的方法，其生成的硝化肟会发生分子间的加成消除反应得到1,4,2,5-二噁二嗪[7]。

我们之后了解到二噁二嗪类化合物有很高的正生成热，其结构中含能量较高，其低碳氢含量的特点决定了结构的高密度、氧平衡较优等特性。所以本次范文选取二噁二嗪环进行研究。二噁二嗪环类化合物上引入氨基、硝基，叠氮基等含氮基团后，其结构的生成焓提高较为明显，更加表现出了二噁二嗪环类含能材料的优点[8]。

二、国外研究现状

从50年代起，国际国内就已经投入了大量人力、物力开展一系列含能材料包含含能粘合剂、含能增塑剂、高能氧化剂、含能添加剂的合成和摸索钻研。对含能材料和高能推进剂钻研达到巅峰的时期基本在60年代末到70年代末，在那段时期，合成的含能材料也是五花八门，高能氧化剂有：硝仿盐类、二高氯酸肼、六硝基乙烷和有机含氟氧化剂等；能量粘合剂包括氟氮粘合剂、氟碳粘合剂和硼-氮-氢粘合剂等；含能添加剂又包含: Be粉、AlH3、硼氢化合物、 Be、Li、 Be-Al、 Li-Al合金等，含能增塑剂：氟氮增塑剂，含能交联剂等也位于其中，并在新型原材料基础上进行了高能推进剂多方法的摸索钻研。但由于这些新型原材料安全性低、稳定性差、成本太高等因素，其合成及应用研究均陆续停止，实际收效甚微。但是仍应指出，科学家们在这个阶段钟进行了大量探索和创新性的钻研并且积累了大量的经验教训。高能固体推进剂及其原材料研制的进展在经历几十年的摸索研究后，因碰到种种问题曾暂时收缩了一个时期，随着军事需求的日益紧张，各国由于各种原因又重新审视了当前的研究工作。这方面的研究可以归纳综合为: NEPE高能推进剂技术取得更大的进展并在实际中取得更大的进步，并且在NEPE推进剂基础上，精益求精地完善性能，扩大可利用的规模；新型含能材料合成 (含HEDM)及应用研究取得重要进展，新一代高能固体推进剂已现雏形[2]。

2010年，Elsevier Inc讨论了吡啶类、嘧啶类和吡嗪基环体系结构的新合成方法，报道了新型化学反应和二嗪类药物的应用，包括邻苯二嗪、辛诺林、喹唑啉类、五嗪类、喹恶啉类、苯偶氮类等[3]。

2013年，WILEY‐VCH Verlag提出了一种新型推拉式色光的合成方法，它将二嗪环作为电子的提取部分和N, N -二甲基苯胺作为电子的一部分，因为这两个都与一个氟原子的核相连[4]。这些不断在发展的创造性思路使得新型高能分子的诞生提上日程。

三、研究目的

分析、总结固体推进剂的成长过程，有利于精确掌控其将来成长方向。从其发展历程来看，我们可以得到以下的结论：

a. 能量始终是固体推进剂寻求的最主要方针。从其成长更替而言,每一次前进都伴随着能量程度的进步。可是也必需指出，权衡推进剂机能的指标也慢慢从单一能量指标转向综合机能指标(能量/安全性/本钱等)。

b. 粘合剂是又一向穿全部成长过程的主线。粘合剂成为推进剂更新换代的主要标记,同时也是增进推进剂力学机能、工艺机能、老化机能等不断改良的根本。 

c. 固体推进剂技术成长过程慢慢冲破了“炸药与炸药”、“双基与复合”的传统边界，构成了彼此融合、鞭策成长的成功经验，是固体推进剂技术成长的庞大立异之一。 

d. 新型含能材料的开辟钻研应尽可能满足热稳定性好、感度低，与推进剂和别的组分相容,特别是在与粘合剂固体网络能持久储存并且满足毒性小、成本低等请求。固体推进剂的各种性能主要取决于其配方，在进行新型推进剂的研究设计过程中，配方设计成为最关键的一步[9]。可是，对钝感、高能、低特征信号3种指标的要求，就要求固体推进剂的配方计划必须更好的去完善。而每一种成分对固体推进剂各种性能指标有不同的作用，如果要同时考察材料几个性能指标，综合平衡及协调性能十分的不易，使得配方设计更为困难。此外，文献[10-12]报道的推进剂配方计划方式只能针对某1种或2种的指标进行优化，无法直接统筹3种指标，另一方面，为了进步固体推进剂的比冲等机能，必要做出多次实验，耗费资金可达上亿元，时间有大概延续数年，而用优化计划方式，可以削减很多实验，节省了大量的人力、物力和研制经费，收缩推进剂配方研制周期，明显提高了效率。

高能固体推进剂是指具备高比冲、高密度特点的固体推进剂。从能量角度来看，其衡量指标主要有标准比冲 Isp和密度d两个特征，一般而言标准比冲与密度的乘积（Isp×d）越大，推进剂能量特征也越好。因此，高密度比冲固体推进剂就是所谓的高能固体推进剂，它根据其应用领域的不同，其高能的含意也不尽相同。从现实技术水平而言，在不同的应用背景下其高能的指标可以粗略划分如下:

（a）战略导弹推进剂标准理论比冲: Isp 2648N·s /kg（计算值，P= 6. 86MPa,下同）；密度ρ≥1800kg /m3；理论密度比冲≥4766kN·s /m3。（b）战术导弹推进剂标准理论比冲Isp 2501N· s/kg；密度ρ≥1750kg /m3；理论密度比冲≥ 4413kN·s /m3。（c）航天运载和空间发动机用推进剂标准理论比冲Isp 2599N· s/kg；密度ρ ≥1800kg /m3；理论密度比冲 ≥4678 kN· s /m3 [13]。

B. 范文提纲

引言：谈及高比冲含能材料的国内外研究

一、研究背景

（一）国内外研究现状

（二）研究目的

二、研究方法

（一）理论密度

（二）生成焓

（三）爆轰参数

（四）比冲

三、结果与讨论

（一）几何结构

（二）理论密度的计算结果

（三）生成焓的计算结果

（四）爆轰参数的计算结果

（五）比冲的理论计算

C. 参考文献

著作：

[序号] 主要责任者.文献题名[M].出版地：出版者，出版年:起止页码（可选）.

期刊：

[序号] 主要责任者.文献题名[J].刊名，年，卷（期）:起止页码（可选）.

电子文献：

[序号] 主要责任者，网上电子公告[EB/OL].(发表更新日期) [引用日期].获得网址.

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[4]李上文,赵凤起,袁潮,罗阳,高茵.国外固体推进剂研究与开发的趋势[J].固体火箭技术,2002(02):36-42.

[5]郑剑,侯林法,杨仲雄.高能固体推进剂技术回顾与展望[J].固体火箭技术,2001(01):28-34.

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