一种MCHN制造技术

本申请公开了一种MCHN

A mchn

【技术实现步骤摘要】
一种MCHN7含能材料、其制备方法及作为起爆药、炸药和烟火剂的应用
本申请涉及一种含能材料、其制备方法及作为起爆药、炸药和烟火剂的应用，属于含能材料领域。
技术介绍
含能材料主要应用于起爆药、炸药和烟火剂等领域。目前商业化的起爆药主要有叠氮化铅Pb(N3)2(LA)、史蒂芬酸铅C6H3N3O9Pb(LS)等。这些起爆药虽然合成简单，价格便宜，但是其爆炸产物存在较为严重的铅污染问题，而且由于爆炸性能不足引爆时需要较大的计量。因此，新的起爆药不含铅且爆炸性能更强，如双硝基铵双四氮唑钾盐，但其合成步骤繁多，存在较大的危险性且价格昂贵，不利于商业化应用。与此同时，随着技术的发展与环保要求的提高，需要性能更加优异的绿色起爆药，因此探索绿色的高性能的商业化的起爆药，成为含能材料的重要研究方向。
技术实现思路
根据本申请的一个方面，提供一种含能材料，该含能材料爆炸热量是商业化起爆药叠氮化铅(Pb(N3)2)的2～4倍；热稳定性不低于255℃；撞击感度大于0.8J；摩擦感度大于等于5N；静电火花感度大于2mJ；爆炸产物对环境污染少，是一种绿色的高性能含能材料。所述含能材料，其特征在于，具有式I所示的化学式：MCHN7式I其中，所述式I中M选自Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd中的至少一种。所述含能材料的晶体结构属于正交晶系，空间群P212121。所述含能材料可以为块状大单晶，也可以是晶体粉末。作为一种实施方式，所述含能材料，具有如图2c所示三维结构：其中M选自Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd中的至少一种。作为一种实施方式，所述含能材料的晶体结构属于正交晶系，空间群P212121；晶胞参数α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4。作为一种实施方式，当式I中M是Mn，当含能材料的化学式为MnCHN7时，含能材料属于正交晶系，空间群P212121，晶胞参数为α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4。作为一种实施方式，当式II中M是Fe，当含能材料的化学式为FeCHN7时，含能材料属于正交晶系，空间群P212121，晶胞参数为α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4。作为一种实施方式，当式II中M是Co，当含能材料的化学式为CoCHN7时，含能材料属于正交晶系，空间群P212121，晶胞参数为α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4。作为一种实施方式，当式II中M是Ni，当含能材料的化学式为NiCHN7时，含能材料属于正交晶系，空间群P212121，晶胞参数为α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4。作为一种实施方式，当式II中M是Cu，当含能材料的化学式为CuCHN7时，含能材料属于正交晶系，空间群P212121，晶胞参数为α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4。作为一种实施方式，当式II中M是Zn，当含能材料的化学式为ZnCHN7时，含能材料属于正交晶系，空间群P212121，晶胞参数为α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4。作为一种实施方式，当式II中M是Cd，当含能材料的化学式为CdCHN7时，含能材料属于正交晶系，空间群P212121，晶胞参数为α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4。优选地，所述含能材料的热稳定性不低于255℃。优选地，所述含能材料的撞击感度不低于0.8J。优选地，所述含能材料的摩擦感度不低于5N。优选地，所述含能材料的静电火花感度不低于2mJ。根据本申请的又一方面，提供上述任一含能材料的制备方法。该方法步骤简单，所得产品纯度高、收率高，适合大规模工业化生产。所述含能材料的方法，其特征在于，至少包含以下步骤：将含有M元素金属盐、三氮化物和四氮唑的水溶液置于高压反应釜中在不低于90℃的反应温度下反应不少于24小时，即得到所述含能材料。其中，M选自Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd中的至少一种。制备所述含能材料的反应式如下式III所示：优选地，所述M金属盐为盐酸盐，硫酸盐，高锰酸盐，高氯酸盐，硝酸盐中的至少一种，Htta为四氮唑。优选地，所述反应温度为90～200℃；可选地，所述反应温度上限可选自200℃、190℃、180℃、170℃、160℃、150℃、140℃、130℃、120℃或100℃，下限可选自190℃、180℃、170℃、160℃、150℃、140℃、130℃、120℃、100℃或90℃。本领域技术人员可根据实际需要，选择合适的反应时间，以反应充分进行为准。优选地，所述反应时间为24～96小时。可选地，所述反应时间上限可选自96小时、72小时或48小时，下限为72小时、48小时或24小时。进一步优选地，将含有M元素金属盐、三氮化物和四氮唑的水溶液装在水热釜中在90～200℃烘箱中放置24～96小时，然后降温，即得到所述含能材料。优选地，所述原料中，M元素金属盐、三氮化物、四氮唑的摩尔比例为M金属盐：三氮化物：四氮唑＝1：1～4：1～4。优选地，所述三氮化物是叠氮化钠。进一步优选地，所述原料中，M金属盐、NaN3、四氮唑的摩尔比例为M金属盐：NaN3：四氮唑＝1：1：1～2。根据本申请的又一方面，提供一种如式I所示结构的化合物在含能材料中的应用，该含能材料爆炸热量是商用起爆药叠氮化铅(Pb(N3)2)的2～4倍；热稳定性大于200℃；撞击感度大于0.8J；摩擦感度大于等于5N；静电火花感度大于2mJ；爆炸产物对环境污染少，是一种绿色的高性能含能材料，在含能材料领域有重要商业应用价值。根据本申请的又一方面，提供一种起爆药，含有上述任一含能材料、根据上述任一方法制备得到的含能材料中的至少一种。根据本申请的又一方面，提供一种炸药，含有上述任一含能材料、根据上述任一方法制备得到的含能材料中的至少一种。根据本申请的又一方面，提供一种烟火剂，含有上述任一含能材料、根据上述任一方法制备得到的含能材料中的至少一种。本申请能产生的有益效果包括但不限于：(1)本申请提供了一种新型的含能材料。所述含能材料具有优异的稳定性和安全性，绿色环保。实验测定热稳定性大于200℃，撞击感度大于0.8J，摩擦感度大于5N，静电火花感度大于2mJ。与目前商业化的起爆药相比，本申请所述含能材料的爆炸热量是其2～4倍，且克服了其存在的严重的铅污染和爆炸性能不足的缺点，在含能材料领域具有重要商业应用价值。(2)本申请提供了上述含能材料的制备方法。所述方法步骤简单，所得含能材料的纯度高、结晶度好、收率高，适合大规模工业化生产。附图说明图1是样品P1#单晶数据拟合得到的XRD衍射理论图谱与其实验测得的XRD衍射图谱。图2是样品P1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含能材料，其特征在于，所述含能材料具有式I所示的化学式：/nMCHN

【技术特征摘要】
1.一种含能材料，其特征在于，所述含能材料具有式I所示的化学式：
MCHN7式I
其中，M选自Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd中的至少一种；
所述含能材料的晶体结构属于正交晶系，空间群P212121。


2.根据权利要求1所述的含能材料，其特征在于，所述含能材料晶胞参数α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4。


3.根据权利要求1所述的含能材料，其特征在于，所述式I中M是Mn，含能材料的晶胞参数为α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4；或者
所述式II中M是Fe，含能材料的晶胞参数为α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4；或者
所述式II中M是Co，含能材料的晶胞参数为α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4；或者
所述式II中M是Ni，含能材料的晶胞参数为α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4；或者
所述式II中M是Cu，含能材料的晶胞参数为α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4；或者所述式II中M是Zn，含能材料的晶胞参数为α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，Z＝4；或者
所述式II中M是Cd，含能材料的晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建刚，郑发鲲，郭国聪，徐忠宁，吴慧芳，卢健，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35