关于特种能源技术与工程专业及对含能材料发展的认识


    关于特种能源技术与工程专业及 含能材料发展的认识 随着对特种能源技术与工程专业的不断深入学习,该专业的学习内容极大的吸引了我,从刚开始对它的陌生感到现在真正的爱上它,这足以证明这门伟大学科的魅力所在。在大一时期对特种能源技术与工程是迷惑与好奇,觉得这是一个既冷门又离我们生活太遥远的专业,大多数人对这门学科都怀着不大信任的态度,觉得它不是利于以后事业发展的最佳专业,这个专业的就业难创业更难。随着更加深入的学习,深刻的的认识到它并不是一门简单的单一的不贴合实际的高冷学科,根据社会和国家的需求是高素质高精英的综合性人才,决定了这门学科不可能是毫无价值可言的鸡肋学科,特种技术与工程的存在就注定它是社会需要的,是必不可少的一门学科。 当我真正的解了它,我觉得它魅力四射,特种能源技术与工程是一门研究含能材料的学科,含能材料涉及了军事、工业、民用、医疗等各个方面,含能材料的学习必定和化学息息相关,从刚开始的普通化学到有机化学,从有机化学到物理化学,都体现了科学学科的伟大奥秘,我认识到一种简单的物质所含盖的的科学知识多么的复杂。比如对炸药的认识,我原本以为它能燃烧,能爆炸不就行了,深入学习了这门学科我才知道炸药的合成的复杂性、严谨性,并非表面上那么简单了。从火炸药的不断更新换代,性能的一步步提高就可以看出特种能源技术与工程专业是一门知识量犹如海洋般的学科,其中有人类探无止境的科学。 含能材料(Energetic Materials) 即含能化合物,简称能材,意为高能量密度的物质(HEDM);其表征为该类物质多具有爆炸性、爆燃性或其他经过特定激发条件会高速率高输出释放大量能量的物质。 含能材料作为一种特殊的能源,在军事、民用等多个领域的应用前景。随着我国国防事业和经济建设的发展,对含能材料领域人才的需求量越来越大。 含能材料的历史大体可以分为三个阶段。 第一阶段:以黑火药为代表的简单火工药剂时期。据历史记载,最早的火工药剂就是黑火药(BP,Black Powder),黑火药最早出现在10世纪,作为火药;18世纪被应用于引火索,传火管等火工品中。18世纪末,1786年,法国化学家伯瑟勒特(Berthollet)发现氯酸盐可与可燃物混合,易受撞击而发火爆炸,从而出现了氯酸盐类火工药剂,象征着非火焰刺激引爆类含能材料的出现。 第二阶段:1630年,科学家将硝酸汞和乙醇混合得到了白色高爆炸性沉淀雷酸汞(Hg(ONC)2),1864年,瑞典著名科学家诺贝尔(Nobel)将雷酸汞装入铜管成为激发体系(即雷管),可以成功的使代那迈特炸药(三硝酸丙三酯被硅藻土吸收钝化后的含能混合物)爆轰,象征着开创了用起爆药引爆猛炸药的新时代,雷管的发明为今后含能材料的研究做出了巨大的贡献。1890年,T.库尔齐乌斯将亚硝酸乙酯分解得到的叠氮化钠与硝酸铅进行简单离子反应得到了高爆起爆药叠氮化铅(LA)。之后的众多新起爆药发现热潮的兴起与世界大战的历史背景都使得含能材料学处于高速发展的状态。 第三阶段:80年代后,火工品已不仅仅是传统的雷管、火帽、传爆体等,随着高新技术引入和现代化武器系统的发展,火工品已同激光、微电子、爆炸逻辑等广泛结合,构成引爆和控制引爆、点火和控制点火的完整体系。从这时起人们已经以学术的态度对待含能材料。在基础理论研究方面更有发展,提出或假设了含能材料的量子化学分子轨道,能带理论,起爆药的结构与性能关系,起爆药爆燃转爆轰(DDT)理论,低能量刺激敏感型火工药剂的钝感化理论,含能材料晶形控制技术,晶体形态球形化理论以及混合药剂共沉淀原理和技术等诸多科研成果。因此,不难看出,随着先进的安全火工品技术的发展,含能材料学已逐步形成具有理论和实际意义的科学。 传统含能材料并没有考虑到关于环境保护的问题,因此如果继续沿用传统的能材设计理念势必会延续甚至加重污染,这与以人为本的设计思路相悖,也完全违背了可持续发展的核心宗旨。当军队在装备有带有污染因子的含能材料后再进行有关动作,这是有效地传播污染的主要途径;而对于这种污染人们也早就开始重视并加以控制,这甚至独立成为了一门单独的学科。这些污染对人类带来的危害更是不可小觑的。因此,让含能材料使得生活更加美好,而不是污染环境;利用含能材料这一特殊的能源,并让其生成物实现无污染排放。 通过对这个专业的学习,我深刻认识到学习该专业的意义所在。基于我国国情、世界新军事变革和含能材料应用属性的考量,在近中期我国含能材料技术发展过程中应把握的重点发展方向包括:火炮发射药应重点发展高能、高强度、低敏感度、高能量利用率及其装药;固体推进剂应重点发展高能、钝感、低特征信号推进剂;炸药则应重点关注高能、低感品种的发展;火工烟火药剂应把发展重点放在安全、环境友好、高端和个性化品种上。在含能材料设计时,需协调好高能量与低敏感度的关系,以及使用时含能材料与其所处环境的耦合关系。含能材料工艺技术的发展重点应放在安全、绿色环保、高效和精密制造,即在提高产品质量和生产效率、降低生产成本的同时,注重生产过程的本质安全,减少或消除环境污染。因此研究新型、高效、环保的含能材料是当前极其重要使命。 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传

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