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含能材料前沿導論 版權信息
- ISBN：9787030671653
- 條形碼：9787030671653 ; 978-7-03-067165-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
含能材料前沿導論 本書特色
適讀人群 ：兵器科學與技術、航空宇航推進理論與工程、材料學和武器學科等相關領域的學生和科研工作者，含能材料相關專業研究生和本科生本書通俗易懂，具有一定的學術和科普價值。本書系統的介紹了含能材料的設計制備、應用及性能評估。
含能材料前沿導論 內容簡介
含能材料是有別于化石能源材料的一類特種能源材料，主要用于彈藥和火箭燃料，分子設計和制備、配方設計和工藝、能量釋放和做功過程均涉及復雜的基礎物理化學問題。圍繞含能材料理論設計、制備及應用，本書重點介紹含能材料性能理論、新型含能分子的結構及性能、含能材料的改性技術、復合含能材料的配方設計及應用、含能材料的安全與環保要求五方面內容。附錄部分給出了國外主要含能材料研究機構和行業內重要學術會議信息。 本書對兵器科學與技術、航空宇航推進理論與工程、材料學和武器學科等相關領域的學生和科研工作者均有一定的參考價值。同時，也可供含能材料相關專業研究生和本科生作為教材使用。
含能材料前沿導論 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 含能材料研究現狀 2
1.3 含能材料前沿發展方向 9
1.3.1 鈍感高能材料結構設計新理論 9
1.3.2 含能材料制備新技術 11
1.3.3 含能材料應用新范疇 11
參考文獻 13
第2章 含能材料性能理論研究 14
2.1 含能材料關鍵參數計算 14
2.1.1 密度預估 14
2.1.2 生成焓計算 15
2.1.3 爆熱計算 18
2.2 含能材料感度預估 20
2.2.1 量子力學方法 21
2.2.2 定量結構-性質相關性法 22
2.3 含能材料力學性能 25
2.3.1 力學性能測試方法 25
2.3.2 力熱耦合機制 31
2.3.3 結構形變模擬 32
2.4 含能材料反應活性理論研究 37
2.4.1 分子動力學理論及發展現狀 37
2.4.2 含能材料在極端條件下的化學反應 38
2.5 含能材料爆轟性能理論研究 42
2.5.1 爆轟性能理論計算基礎 43
2.5.2 爆轟性能預估軟件 44
參考文獻 45
第3章 含能材料的合成與制備 56
3.1 傳統有機含能材料 56
3.1.1 高能硝胺化合物 56
3.1.2 鈍感硝基化合物 59
3.1.3 含能增塑劑 76
3.1.4 含能催化劑 82
3.2 含能離子液體 84
3.2.1 唑類含能離子液體 84
3.2.2 季銨鹽類含能離子液體 89
3.2.3 其他含能離子液體 90
3.3 高氮及全氮化合物 94
3.3.1 高氮化合物 94
3.3.2 全氮化合物 109
3.4 硝基芳烴化合物 114
3.4.1 離子液體中制備 114
3.4.2 無機固體酸催化作用下制備 118
3.4.3 過渡金屬及鑭系金屬鹽作用下制備 121
3.5 含能配合物 123
3.5.1 高氯酸類含能配合物 123
3.5.2 疊氮類含能配合物 126
3.5.3 硝酸類含能配合物 127
3.5.4 硝基酚類含能配合物 128
3.5.5 配位中心的作用 130
3.6 亞穩態分子間復合物 131
3.6.1 制備方法 131
3.6.2 基于金屬氧化物的MICs 132
3.6.3 基于氟聚物的MICs 134
3.6.4 基于碘氧化物或碘酸鹽的MICs 136
3.7 金屬有機框架含能材料 141
3.7.1 中性MOFs 141
3.7.2 陽離子型MOFs 150
3.7.3 陰離子型MOFs 151
參考文獻 153
第4章 含能材料的釋能規律 169
4.1 含能材料熱分解動力學 169
4.1.1 基辛格法 169
4.1.2 等轉化率法 170
4.2 熱分解反應物理模型計算方法 171
4.2.1 經驗模型法 171
4.2.2 聯合動力學分析法 173
4.2.3 樣品受控熱分析法 174
4.3 含能材料熱分解機理 174
4.3.1 分解機理研究方法 174
4.3.2 推進劑分解產物與燃燒模型 175
4.3.3 熱分解及燃燒機理的理論研究 176
4.4 含能材料燃燒特性 180
4.4.1 含能材料點火 180
4.4.2 鋁粉氧化燃燒過程 182
4.4.3 鋁粉燃燒效率影響因素 187
4.4.4 固體推進劑燃燒性能調控 191
4.5 含能材料燃燒轉爆轟 195
4.5.1 燃燒轉爆轟的研究方法 196
4.5.2 燃燒轉爆轟影響因素 199
4.5.3 燃燒轉爆轟機理 202
4.6 極端條件下含能材料的響應 203
4.6.1 極端條件的分類 203
4.6.2 超高壓制備技術 205
4.6.3 含能材料高壓響應 209
參考文獻 214
第5章 含能材料的改性 225
5.1 含能材料顆粒的表面改性 225
5.1.1 晶體的表面無缺陷處理 225
5.1.2 晶體表面惰性包覆 226
5.2 含能材料的摻混改性 228
5.2.1 金屬氧化物摻混含能復合物 228
5.2.2 雜化復合含能晶體 230
5.3 含能材料的重結晶與共晶 231
5.3.1 材料晶體學基本理論 231
5.3.2 含能材料重結晶技術 232
5.3.3 含能材料共晶技術 234
5.4 含能材料的納米化改性 240
5.4.1 納米含能材料的優勢 240
5.4.2 納米單質含能材料 242
5.5 碳納米材料改性含能材料 243
5.5.1 碳納米管基含能材料 243
5.5.2 氧化石墨烯基含能材料 256
5.5.3 石墨烯基含能材料 262
5.5.4 熱解碳改性含能材料 264
5.5.5 功能化富勒烯含能材料 265
參考文獻 272
第6章 復合含能材料的配方設計及應用 283
6.1 高能固體推進劑 283
6.1.1 NEPE高能固體推進劑 283
6.1.2 CL-20高能固體推進劑 285
6.1.3 HNF高能固體推進劑 286
6.1.4 ADN高能固體推進劑 289
6.1.5 含儲氫材料的高能固體推進劑 293
6.2 綠色液體推進劑 295
6.2.1 綠色單組元液體推進劑 295
6.2.2 綠色雙組元液體推進劑 300
6.2.3 高能原子液體推進劑 303
6.3 低煙焰發射藥 304
6.3.1 低焰發射藥 304
6.3.2 低煙發射藥 307
6.4 聚合物炸藥 310
6.4.1 聚合物炸藥概述 310
6.4.2 基于RDX的PBX 310
6.4.3 基于HMX的PBX 311
6.4.4 基于CL-20的PBX 313
6.4.5 基于TATB的PBX 314
6.5 火工藥劑 315
6.5.1 火工藥劑概述 315
6.5.2 點火藥 316
6.5.3 照明劑 319
6.5.4 延期藥 322
6.5.5 煙霧劑 324
參考文獻 325
第7章 含能材料的安全與環保要求 331
7.1 感度 331
7.1.1 機械感度 331
7.1.2 靜電火花感度 333
7.1.3 沖擊波感度 333
7.1.4 能量密度與安全性的制約關系 334
7.1.5 感度理論及內在機制 336
7.2 相容性與安定性 339
7.2.1 相容性和安定性的評價方法 339
7.2.2 相容性研究現狀 342
7.3 易損性 344
7.3.1 低易損性彈藥的研究背景 344
7.3.2 低易損性彈藥的評價標準 346
7.3.3 低易損性彈藥的現狀 347
7.4 含能材料的毒性與環保含能材料 347
7.4.1 含能材料毒性內涵 347
7.4.2 含能材料環保原料 349
7.4.3 環保型含能材料 352
7.5 含能材料的綠色工藝 355
7.5.1 綠色制造技術概述 355
7.5.2 綠色合成工藝 356
7.5.3 綠色制造工藝 358
7.6 廢舊含能材料的回收利用 359
7.6.1 廢舊含能材料的來源和性質 359
7.6.2 廢舊含能材料的再利用途徑 360
7.6.3 廢舊含能材料的回收再利用技術 361
參考文獻 364
附錄 369
A1 國外主要含能材料研究機構簡介 369
A2 重要學術會議 380
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 含能材料研究現狀 2
1.3 含能材料前沿發展方向 9
1.3.1 鈍感高能材料結構設計新理論 9
1.3.2 含能材料制備新技術 11
1.3.3 含能材料應用新范疇 11
參考文獻 13
第2章 含能材料性能理論研究 14
2.1 含能材料關鍵參數計算 14
2.1.1 密度預估 14
2.1.2 生成焓計算 15
2.1.3 爆熱計算 18
2.2 含能材料感度預估 20
2.2.1 量子力學方法 21
2.2.2 定量結構-性質相關性法 22
2.3 含能材料力學性能 25
2.3.1 力學性能測試方法 25
2.3.2 力熱耦合機制 31
2.3.3 結構形變模擬 32
2.4 含能材料反應活性理論研究 37
2.4.1 分子動力學理論及發展現狀 37
2.4.2 含能材料在極端條件下的化學反應 38
2.5 含能材料爆轟性能理論研究 42
2.5.1 爆轟性能理論計算基礎 43
2.5.2 爆轟性能預估軟件 44
參考文獻 45
第3章 含能材料的合成與制備 56
3.1 傳統有機含能材料 56
3.1.1 高能硝胺化合物 56
3.1.2 鈍感硝基化合物 59
3.1.3 含能增塑劑 76
3.1.4 含能催化劑 82
3.2 含能離子液體 84
3.2.1 唑類含能離子液體 84
3.2.2 季銨鹽類含能離子液體 89
3.2.3 其他含能離子液體 90
3.3 高氮及全氮化合物 94
3.3.1 高氮化合物 94
3.3.2 全氮化合物 109
3.4 硝基芳烴化合物 114
3.4.1 離子液體中制備 114
3.4.2 無機固體酸催化作用下制備 118
3.4.3 過渡金屬及鑭系金屬鹽作用下制備 121
3.5 含能配合物 123
3.5.1 高氯酸類含能配合物 123
3.5.2 疊氮類含能配合物 126
3.5.3 硝酸類含能配合物 127
3.5.4 硝基酚類含能配合物 128
3.5.5 配位中心的作用 130
3.6 亞穩態分子間復合物 131
3.6.1 制備方法 131
3.6.2 基于金屬氧化物的MICs 132
3.6.3 基于氟聚物的MICs 134
3.6.4 基于碘氧化物或碘酸鹽的MICs 136
3.7 金屬有機框架含能材料 141
3.7.1 中性MOFs 141
3.7.2 陽離子型MOFs 150
3.7.3 陰離子型MOFs 151
參考文獻 153
第4章 含能材料的釋能規律 169
4.1 含能材料熱分解動力學 169
4.1.1 基辛格法 169
4.1.2 等轉化率法 170
4.2 熱分解反應物理模型計算方法 171
4.2.1 經驗模型法 171
4.2.2 聯合動力學分析法 173
4.2.3 樣品受控熱分析法 174
4.3 含能材料熱分解機理 174
4.3.1 分解機理研究方法 174
4.3.2 推進劑分解產物與燃燒模型 175
4.3.3 熱分解及燃燒機理的理論研究 176
4.4 含能材料燃燒特性 180
4.4.1 含能材料點火 180
4.4.2 鋁粉氧化燃燒過程 182
4.4.3 鋁粉燃燒效率影響因素 187
4.4.4 固體推進劑燃燒性能調控 191
4.5 含能材料燃燒轉爆轟 195
4.5.1 燃燒轉爆轟的研究方法 196
4.5.2 燃燒轉爆轟影響因素 199
4.5.3 燃燒轉爆轟機理 202
4.6 極端條件下含能材料的響應 203
4.6.1 極端條件的分類 203
4.6.2 超高壓制備技術 205
4.6.3 含能材料高壓響應 209
參考文獻 214
第5章 含能材料的改性 225
5.1 含能材料顆粒的表面改性 225
5.1.1 晶體的表面無缺陷處理 225
5.1.2 晶體表面惰性包覆 226
5.2 含能材料的摻混改性 228
5.2.1 金屬氧化物摻混含能復合物 228
5.2.2 雜化復合含能晶體 230
5.3 含能材料的重結晶與共晶 231
5.3.1 材料晶體學基本理論 231
5.3.2 含能材料重結晶技術 232
5.3.3 含能材料共晶技術 234
5.4 含能材料的納米化改性 240
5.4.1 納米含能材料的優勢 240
5.4.2 納米單質含能材料 242
5.5 碳納米材料改性含能材料 243
5.5.1 碳納米管基含能材料 243
5.5.2 氧化石墨烯基含能材料 256
5.5.3 石墨烯基含能材料 262
5.5.4 熱解碳改性含能材料 264
5.5.5 功能化富勒烯含能材料 265
參考文獻 272
第6章 復合含能材料的配方設計及應用 283
6.1 高能固體推進劑 283
6.1.1 NEPE高能固體推進劑 283
6.1.2 CL-20高能固體推進劑 285
6.1.3 HNF高能固體推進劑 286
6.1.4 ADN高能固體推進劑 289
6.1.5 含儲氫材料的高能固體推進劑 293
6.2 綠色液體推進劑 295
6.2.1 綠色單組元液體推進劑 295
6.2.2 綠色雙組元液體推進劑 300
6.2.3 高能原子液體推進劑 303
6.3 低煙焰發射藥 304
6.3.1 低焰發射藥 304
6.3.2 低煙發射藥 307
6.4 聚合物炸藥 310
6.4.1 聚合物炸藥概述 310
6.4.2 基于RDX的PBX 310
6.4.3 基于HMX的PBX 311
6.4.4 基于CL-20的PBX 313
6.4.5 基于TATB的PBX 314
6.5 火工藥劑 315
6.5.1 火工藥劑概述 315
6.5.2 點火藥 316
6.5.3 照明劑 319
6.5.4 延期藥 322
6.5.5 煙霧劑 324
參考文獻 325
第7章 含能材料的安全與環保要求 331
7.1 感度 331
7.1.1 機械感度 331
7.1.2 靜電火花感度 333
7.1.3 沖擊波感度 333
7.1.4 能量密度與安全性的制約關系 334
7.1.5 感度理論及內在機制 336
7.2 相容性與安定性 339
7.2.1 相容性和安定性的評價方法 339
7.2.2 相容性研究現狀 342
7.3 易損性 344
7.3.1 低易損性彈藥的研究背景 344
7.3.2 低易損性彈藥的評價標準 346
7.3.3 低易損性彈藥的現狀 347
7.4 含能材料的毒性與環保含能材料 347
7.4.1 含能材料毒性內涵 347
7.4.2 含能材料環保原料 349
7.4.3 環保型含能材料 352
7.5 含能材料的綠色工藝 355
7.5.1 綠色制造技術概述 355
7.5.2 綠色合成工藝 356
7.5.3 綠色制造工藝 358
7.6 廢舊含能材料的回收利用 359
7.6.1 廢舊含能材料的來源和性質 359
7.6.2 廢舊含能材料的再利用途徑 360
7.6.3 廢舊含能材料的回收再利用技術 361
參考文獻 364
附錄 369
A1 國外主要含能材料研究機構簡介 369
A2 重要學術會議 380
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含能材料前沿導論 節選
第1章 緒論 1.1 引言 含能材料是可用于軍火武器彈藥的一類能源材料，主要包括發射藥、推進劑、炸藥、起爆藥和煙火劑等。從事含能材料及其武器系統研究的專業人員及機構主要分布在疆土面積較大或者人口較多的國家和地區，如中國、美國、俄羅斯、印度、英國、日本、法國、德國和澳大利亞等，這類國家和地區出于領土和主權安全考慮，非常重視軍事工業的發展。常規兵器工業是國防高科技產業的基礎和支柱產業之一，世界各國都高度重視其發展。冷戰結束后，以信息技術為先導的一系列高新技術的應用使得世界常規兵器工業向尖端化飛躍發展。美國等發達國家兵器工業的科研生產能力領先，且其他發達國家和發展中國家在兵器工業技術研發水平與生產能力方面與美國等發達國家的差距還在進一步擴大[1]。 現代常規兵器工業是以設計、試制和生產坦克、裝甲車輛、火炮、彈藥、槍械、反坦克導彈、防化器材、工程爆破器材及偵察、信息處理、指揮裝備等常規武器裝備為主的工業體系。根據德國《軍事技術》期刊2014年發表的“世界防務年鑒”，世界上能夠生產彈藥的國家(地區)有94個。美國彈藥行業的企業主要有湖城陸軍彈藥廠(Lake City Army Ammunition Plant， LCAAP)、阿連特技術系統公司(Alliant Techsystems Inc，ATK)、薩科-瓦爾梅特公司(SAKO-Valmet)、派恩布拉夫兵工廠(Pine Bluff Arsenal， PBA)、隆斯塔陸軍彈藥廠(Lone Star Army Ammunition Plant， LSAAP)、米蘭陸軍彈藥廠(Milan Army Ammunition Plant， MAAP) 等。俄羅斯彈藥行業的企業主要有圖拉彈藥廠(Tula Cartridge Works， TCW)等。在歐洲軍事大國中，德國共有彈藥企業20多家，主要包括迪爾公司(Diehl Defence， DD)、萊茵金屬公司(Rheinmetall GmbH， RG)和德國畢克化學有限公司(BYK-Chemie GmbH， BYK)等；含能材料企業約16家，主要有瓦克化學公司(Wacker Chemie Corporation， WCC)等。英國彈藥的主承包商有英國航空工程系統公司(British Aerospace Engineering， BAE)、皇家軍械有限公司(Royal Ordnance Factories，ROF)和亨廷工程公司(Hunting Engineering)等。法國彈藥的研制和生產基本由法國地面武器工業集團公司(GIAT Industries， GIAT)等兩家公司壟斷，若干生產槍炮彈藥的私營企業已被GIAT收購。其他國家包括以色列拉斐爾先進防務系統公司(IsraelRa-fael， IR)、瑞典的博福斯公司(Bofors)等也有較強的科研生產能力。 近些年，彈藥發展的特點是可將功能單一的炮彈改用多功能戰斗部，使其能攻擊多種多樣的目標；采用底部排氣技術、火箭增程與復合增程技術等提高大口徑炮彈射程；大力發展子母彈技術；研制攻擊堅固目標和深埋地下目標的戰斗部；將制導技術引入常規彈藥以提高炮彈、火箭彈的打擊精度。彈藥產品結構的特點是彈種數量迅速增加；具有精確打擊能力的彈種越來越多；遠程、增程彈種不斷涌現；功能各異的特種彈(炮射偵察彈、毀傷評估彈、巡飛彈)層出不窮。無論從裝備方面，還是從研制方面，大口徑火炮彈藥均呈多彈種齊頭并進的局面，各發揮各的功能，互為補充。炮彈、火箭彈、航空炸彈和地雷都有子母彈彈種。為實現遠程打擊，火箭增程彈已成為美國榴彈炮用遠程彈藥的主要彈種，許多國家正在研制能夠打得更遠、更準的彈種。隨著機械制造業的發展，含能材料、彈藥等危險性高的生產領域，將進一步實現自動化、連續化和遠程控制；滿足高新兵器產品高質量、小批量、多品種生產特點的計算機輔助設計（computer aided design，CAD）、計算機輔助制造(computer aided manufacturing，CAM)、柔性制造系統(flexible manufacturing system，FMS)、計算機集成制造系統(computer integrated manufacturing system，CIMS)將會得到更廣泛的應用。常規兵器科研和生產領域的國際合作將不斷加強。 由于現代新兵器裝備的技術含量越來越高，新型彈藥及裝藥結構研究、開發和生產成本也越來越高，有些技術攻關不是一國、一時可以解決的。因此，為了縮短研制周期、降低研制成本，各國及其國防工業企業都在積極尋求國際合作機會。例如，美國與許多國家有合作關系，包括美國、英國、法國、德國、意大利在生產多管火箭炮系統和研制制導型多管火箭炮上的合作；美國、英國、法國、德國在研制大口徑火炮模塊化發射裝藥系統上的合作；美國、英國在研制輕型155mm火炮和研制通用導彈上的合作；美國、法國在火炸藥柔性制造技術研究上的合作等。在歐盟范圍內的國際軍事合作是有目共睹的。俄羅斯也改變了以前封閉式的做法，不僅允許國防科研和生產部門開展國際合作，而且授權一些競爭能力強的兵工企業獨立開展國際軍貿業務。 1.2 含能材料研究現狀 近年來，報道新型含能化合物的論文越來越多，但這些新材料鮮有能實現工程化應用的。在過去的40年中，推進劑和炸藥的性能沒有因為新型含能材料的應用而顯著提高，且行業整體發展和升級換代速度緩慢[2]。個別新型高能氧化劑的應用，如二硝酰胺銨(ADN)，顯著提高了俄羅斯新一代戰略導彈系統性能。根據美國空軍2010年的報道，與俄制武器相比，美國空-空導彈的射程范圍較小，當時便啟動實施了“高能量密度材料(high energy density materials，HEDM)與集成高載荷火箭推進技術(integrated high payload rocket propulsion technology，IHPRPT)發展計劃”。目前，該計劃進展順利，他們預計火箭推進能力(含固體和液體推進劑)有望在2025年翻一番。屆時火箭發動機的可靠性、運營效率和安全性都將大幅提高，并滿足高標準環保要求。美國在軍火武器領域一直處于領先地位，下面簡要分析美國在含能材料方面的發展動態。 美國常規彈藥協會的研發經費主要由美國國防部(United States Department of Defense，DOD)和美國能源部(United States Department of Energy，DOE)承擔，研發的新配方可以很快轉換到武器系統得到應用驗證，應用效果的反饋更有利于彈藥技術的發展。勞倫斯利弗莫爾國家實驗室主要研究了含HMX和CL-20高能量密度材料產品，所開發的混合炸藥LX-14已成功應用于地獄火導彈和陶二導彈(TOW-2)戰斗部。PBXN-9作為鈍感高能炸藥也用于地獄火導彈和陶二導彈的升級版戰斗部中，PBX-110則服役于標準導彈和AF-108導彈戰斗部。但這些研究成果也很快受到新技術的沖擊，新一代高能量密度材料將會給彈藥領域帶來另一場技術革命。先進高能鈍感材料將廣泛取代現有材料應用于火箭發動機和戰斗部。 含能材料發展緩慢，黑火藥在我國發明以來，歷經了近千年發展。目前，含能材料已經發展到第三代含能材料全面應用和第四代含能材料基礎研究階段，也許將很快實現全新第五代含能材料的工程化應用技術突破。含能材料的代級可簡單分類如下。 (1) **代含能材料：以安全、低能量配方應用為標志(近100～150年，大部分已經被取代)，如炸藥TNT、發射藥、中能雙基推進劑(含硝化甘油、硝化棉)。 (2) 第二代含能材料：以兼顧安全和能量性能的新材料合成為標志(近50年，已經廣泛用于軍火武器系統)。例如，以黑索金(1，3，5-三硝基-1，3，5-三氮雜環己烷，RDX)、奧克托今(1，3，5，7-四硝基-1，3，5，7-四氮雜環辛烷，HMX)、1，3，5-三氨基-2，4，6-三硝基苯(TATB)、六硝基芪(HNS)、3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮(NTO)、聚疊氮縮水甘油醚(GAP)、高氯酸銨(AP)、硝酸銨(AN)和硝仿肼(HNF)、硝酸酯如季戊四醇四硝酸酯(PETN)、三羥甲基乙烷三硝酸酯(TMETN)和1，2，4-丁三醇硝酸酯(BTTN)等，金屬粉如Al、B、Mg和硝基胍為基的推進劑、發射藥和炸藥。 (3) 第三代含能材料：以新型物理化學聯合法獲得新型高能材料為標志(近20年，已進入工程化應用研究階段)。這類材料包括新型氧化劑二硝酰胺銨(ADN)和硝酸羥胺(HAN)；新型氮雜環硝胺化合物六硝基六氮雜異伍茲烷(CL-20)、雙環奧克托今(BCHMX)和1，3，3-三硝基氮雜環丁烷(TNAZ)；高氮含能材料四嗪衍生物3，6-二氨基-l，2，4，5-四嗪-1，4-二氧化物(LAX-112)；鈍感高能炸藥?1-氧-2，6-二氨基-3，5-二硝基吡嗪(LLM-105)、1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯(FOX-7)、N-脒基脲二硝酰胺鹽(FOX-12)和4，10-二硝基-4，10-二氮雜-2，6，8，12-四氧四環十二烷(TEX)；熔鑄炸藥TNT替代物3，4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)；含能黏結劑聚縮水甘油醚硝酸酯(PGN)、聚疊氮甲基-3-甲基氧雜環丁烷(poly-AMMO)、聚雙疊氮甲基環氧丙烷(poly-BAMO)、聚硝酸基甲基環氧丙烷(poly-NIMMO)、高能儲氫材料(如AlH3)和其他高能燃料(如硼氫化物、高密度烴JP-10等)。由多個封閉環平面組成，具有空間立體構型的新型合成烴類燃料是獲得高密度燃料的有效途徑。由于烴類物質的相對密度與燃燒熱值非常接近，在密度提高的同時，體積燃燒熱值也有較大的提高。此外，還有納米超級鋁熱劑，即亞穩態分子間復合物(metastable intermolecular composites，MICs)也備受重視。 第三代中相對較新的含能材料，如TNAZ、CL-20、FOX-7和ADN都已用于推進劑和炸藥配方，表1-1給出了典型常用含能材料的性能參數。可以看出，TNAZ、CL-20、FOX-7和ADN的密度均高于1.8g?？?cm?3。ADN的氧平衡系數比AP稍低，但生成焓明顯高于AP，且ADN不含氯，環境友好。瑞典國防研究局(Swedish Defence Research Institute，FOI)將鈍感炸藥FOX-7生產技術已授權給法國Eurenco集團。FOX-7是Karlsson于2002年首次合成，具有與RDX相當的能量性能，但比RDX鈍感很多。Oestmark等的研究表明，FOX-7晶體存在石墨狀結構，類似于TATB，保證了晶體結構中分子滑移的靈活性。FOX-12也有類似的結構，因而感度也較低，可應用于低易損性發射藥。 表1-1 典型常用含能材料的性能參數 導彈射程和隱身性能的改進可通過發展新型高能低特征信號推進劑實現。歐洲航天局等機構投入巨資研究硝仿肼(HNF)作為替代氧化劑，由于HNF的熱穩定性較差，研究工作還在繼續，且尚未獲得實質性進展。蘇聯和美國在發展新型推進劑氧化劑和燃料方面已走在前列。例如，蘇聯在20世紀50年代聲稱已在固體推進劑中成功使用AlH3替代金屬鋁；美國在20世紀60年代想跟進這一技術，但*后以失敗告終。俄羅斯聲稱已經成功應用“ADN/AlH3”體系。AlH3和ADN的聯用可以使火箭系統的比沖提高25%以上。圖1-1給出了以AP和ADN為氧化劑、AlH3和Al為燃料的推進劑密度與比沖的變化關系。從圖中可以看出，應用AlH3的主要缺點是其使推進劑表觀密度顯著降低。此外，很多金屬氫化物或金屬燃料也可應用于這一體系。我國也啟動了以AlH3為燃料、ADN為氧化劑的固體推進劑裝藥研究專項；旌蟿恿鸺ǔＪ褂肁lH3為燃料，此時可以用惰性聚合物基體將其包覆，以避免燃料與氧化劑或其他基體在貯存時發生反應而不相容。
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