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叠氮化铜含能材料研究进展

2021-06-03刘旭文叶迎华沈瑞琪

含能材料 2021年5期

刘旭文,胡 艳,叶迎华,沈瑞琪

(1. 南京理工大学化工学院,江苏 南京 210094;2. 微纳含能器件工信部重点实验室,江苏 南京 210094)

1 引言

重金属叠氮化物是起爆药中重要的一类[1],通常认为,其中符合实际应用要求的是叠氮化铅和叠氮化银。迄今为止,叠氮化铅仍然是工程应用中难以代替的常用起爆药。但它们的缺陷也是明显的。据Lamn‑evik[2]研究,在干燥的条件下,叠氮化铅可以稳定存在,但在有二氧化碳存在的潮湿环境中,叠氮化铅会与水分反应生成碱式叠氮化铅和叠氮酸(HN3)气体,分解产生的HN3可能与铜反应生成极为敏感的叠氮化铜。因此,叠氮化铅不能装填于铜质器件中,这是其在应用中存在的最大缺陷之一,也是铜管没有在雷管中广泛使用的原因所在[3]。叠氮化银很难被广泛应用的主要原因则是其过高的生产成本。自1945 年首次报道其被应用于武器弹药中直到现在,叠氮化银也只在少数特殊的微型雷管中得到应用[4]。更重要的是,新型含能器件微型化、芯片化、集成化、智能化的发展趋势对火工药剂的能量密度提出了更高的要求,而随着可持续发展理念的深入人心,含铅起爆药的毒性问题也日益引发担忧[5-6]。长期以来,研究者们致力于寻找一种环境友好型并且低成本的高能替代物。

叠氮酸的铜盐包括正盐和碱式盐,其中一价的叠氮化亚铜(CuN3)二价的叠氮化铜(Cu(N3)2)作为起爆药最具应用前景。叠氮化铜的研究历史较为悠久,1898 年,Curtius 和Risson[7]通过混合稀的硫酸铜和叠氮化钠水溶液,制得带1/2 或1 个结晶水的叠氮化铜。……

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