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第一章 对能量与含能材料的追寻 1

1.1 引言 1

1.2 从黑火药到硝基立方烷 1

1.3 炸药的类别 5

1.4 炸药及其分子结构 6

1.5 火药的分类 7

1.5.1 轻武器发射药 8

1.5.2 迫击炮发射药 8

1.5.3 枪炮发射药 8

1.5.4 火箭推进剂 9

1.6 烟火药 9

1.6.1 光 11

1.6.2 烟 11

1.6.3 声 11

1.6.4 热 11

附录A 火炸药发展史中的重要里程碑 12

附录B 含能材料领域的国际期刊 12

附录C 炸药、火药和烟火药领域的国际团体 13

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思考题 14

第二章 含能材料能量学 15

2.1 火炸药是含能材料吗 15

2.2 炸药：神奇之灯 16

2.3 热化学和爆炸能 17

2.3.1 反应热 18

2.3.2 生成热 18

2.3.3 爆热（△He）和燃烧热（△Hc） 21

2.3.4 氧平衡 22

2.3.5 爆热：取决于生成热和氧平衡 25

2.3.6 混合炸药的氧平衡 26

2.3.7 氧平衡与危险性评估 26

2.3.8 气相产物的组成 27

2.3.9 氧平衡的意义和局限性 28

2.3.10 爆炸温度/火焰温度的计算 28

2.3.11 气体体积 32

2.3.12 神奇的nRT 32

2.3.13 爆压 34

2.3.14 密度 34

重要术语总结 35

推荐阅读 36

思考题 37

第三章 爆炸的两个方面：爆燃和爆轰 38

3.1 爆炸 38

3.2 爆燃和爆轰 39

3.3 线性燃烧和聚集燃烧 40

3.4 冲击波和爆轰波 41

3.4.1 冲击波的概念 41

3.4.2 爆轰波 43

3.5 爆轰理论 44

3.6 爆速和爆压的理论评估 46

3.6.1 Kamlet-Jacob方法 46

3.6.2 Becker-Kistiakowsky-Wilson方法 47

3.6.3 Rothestein和Petersen方法 48

3.6.4 Stine方法 49

3.7 燃烧转爆轰（DDT） 49

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思考题 50

第四章 炸药性能 52

4.1 为什么炸药会发生爆炸 52

4.1.1 爆炸反应的自发性 52

4.1.2 爆炸反应的动力学 53

4.1.3 分子结构和炸药性质 54

4.2 炸药性能的两个方面 55

4.2.1 爆炸能量的形式 55

4.2.2 爆速 56

4.2.3 气体膨胀 57

4.3 爆轰过程 58

4.3.1 起爆药：爆炸序列中的启动器 59

4.3.2 次级炸药：爆炸序列最后的做功单元 60

4.3.3 爆炸序列类型 62

4.4 军用炸药的性能参数 63

4.4.1 破片效应（破片弹） 63

4.4.2 碎甲效应 64

4.4.3 成型装药破甲 64

4.4.4 爆炸效应 66

4.5 工业炸药 68

4.5.1 引言 68

4.5.2 工业炸药的要求 68

4.5.3 工业高能炸药 69

4.5.4 爆炸剂 70

4.6 炸药的加工成型 72

4.6.1 熔融浇注炸药 72

4.6.2 压装炸药 73

4.6.3 塑料黏结炸药 73

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思考题 74

第五章 含能材料在推进系统中的应用Ⅰ（发射药） 76

5.1 引言 76

5.2 枪炮：热引擎 76

5.3 身管内的演变过程 78

5.4 发射药的能量 80

5.5 发射药药柱的构型 82

5.5.1 减面燃烧 83

5.5.2 恒面燃烧 83

5.5.3 增面燃烧 83

5.6 枪炮内弹道学的主要方面 84

5.7 发射药配方化学 87

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思考题 96

第六章 含能材料在推进系统中的应用-Ⅱ（火箭推进剂） 97

6.1 火箭技术介绍 97

6.2 火箭推进的基本原理 97

6.3 比冲 100

6.4 火箭推进系统的热化学 102

6.5 火箭内弹道性能的一些重要参数 103

6.5.1 线性燃速 104

6.5.2 特征速度 105

6.6 火箭推进剂装药设计 107

6.7 固体推进剂化学 108

6.7.1 能量 108

6.7.2 燃速以及其他弹道性能参数 109

6.7.3 加工性能 110

6.7.4 力学性能 111

6.7.5 储存稳定性/寿命 112

6.7.6 安全性以及环境：担忧的原因 112

6.8 火箭推进剂的未来 112

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思考题 113

第七章 含能材料用作烟火药 115

7.1 引言 115

7.2 应用 115

7.3 烟火药的基本原理 116

7.3.1 烟火药的化学组分 116

7.3.2 影响烟火药性能的因素 118

7.3.3 烟火药中涉及的安全问题 118

7.4 总结 119

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思考题 120

第八章 含能材料的安全性 121

8.1 引言 121

8.2 危险的本质 121

8.3 含能材料的危险等级 122

8.4 伤害 123

8.5 通用安全规则 123

8.6 结论 126

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思考题 126

第九章 含能材料的安全监测 127

9.1 引言 127

9.2 爆炸物检测 128

9.2.1 电子捕获探测器 129

9.2.2 离子迁移谱仪 129

9.2.3 热氧化还原探测仪 129

9.2.4 场离子谱仪 129

9.2.5 基于反磁性的磁场检测仪 130

9.2.6 核四极矩共振检测仪 130

9.2.7 微机电系统 130

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思考题 131

第十章 含能材料的表征与评价 132

10.1 引言 132

10.2 色谱技术 132

10.2.1 薄层色谱 132

10.2.2 气相色谱 133

10.2.3 高效液相色谱 133

10.3 波谱技术 134

10.3.1 紫外/可见光光谱 134

10.3.2 红外光谱 135

10.3.3 核磁共振谱 135

10.4 含能材料的热分析 136

10.4.1 差热分析 136

10.4.2 差示扫描量热法 137

10.4.3 热重分析 139

10.4.4 同步热分析 140

10.5 含能材料的安全性测试 140

推荐阅读 141

思考题 141

第十一章 含能材料的发展趋势和面临的挑战 142

11.1 引言 142

11.2 起爆药 142

11.3 高能炸药 143

11.3.1 高密度、高爆速炸药 143

11.3.2 不敏感高能炸药 145

11.4 火药 147

11.4.1 环境友好型氧化剂 147

11.4.2 金属燃料 148

11.4.3 含能黏合剂 148

11.4.4 热塑性弹性体 149

11.4.5 含能增塑剂 150

11.5 多氮笼型物：含能材料的革命 151

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思考题 152

第十二章 含能材料在国民生产中的应用 153

12.1 含能材料塑造了我们的世界 153

12.2 含能材料在控制爆破中的应用 154

12.2.1 外爆还是内爆 154

12.2.2 控制爆破的步骤 154

12.3 含能材料在安全气囊中的应用 155

12.4 含能材料在爆炸焊接中的应用 157

12.5 雪崩控制 158

12.6 含能材料在救生方面的应用 158

推荐阅读 159

思考题 159

索引 160