含能材料课件

《含能材料课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《含能材料课件（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、杂环化合物的应用杂环化合物的应用含能材料含能材料含能材料课件在在一一定的外界能定的外界能量刺激下，量刺激下，能自身发能自身发生激烈氧化还原反应，生激烈氧化还原反应，可释放大量能量可释放大量能量(通常通常伴伴有大量气体和热有大量气体和热)的的物质。广义上可将在分物质。广义上可将在分子结构或组成上子结构或组成上兼有兼有氧化性基团氧化性基团(组分组分)相可相可燃性基因燃性基因(组分组分)的物质的物质统称统称称为含能材料。称为含能材料。按用途可分为按用途可分为火药火药、炸药、燃气发生剂、炸药、燃气发生剂、烟火药剂和火工品、有烟火药剂和火工品、有时还包括可燃军械元器时还包括可燃军械元器件件。目前习惯上称

2、目前习惯上称高能高能量密度物质量密度物质(HEDM)。含能材料含能材料含能材料课件TNAZ于于1983年首次合成年首次合成,合成步骤达十步之多合成步骤达十步之多,总产率只有总产率只有0.15%;1992年年,美国的美国的Archibald等对其合成工艺进行了改进等对其合成工艺进行了改进,但总产率仍只有但总产率仍只有10.7%;1997年年,美国美国LosAlamos国家实验室的国家实验室的Coburn等对其合成路线进行了改进等对其合成路线进行了改进,合成步骤缩短合成步骤缩短为五步为五步,总产率达到总产率达到57%,并最终合成放大得到了并最终合成放大得到了450kg的的TNAZ用于性能测试。用于

3、性能测试。TNAZ为白色针状晶体为白色针状晶体,密度密度1.84gcm-3,爆速接近于爆速接近于HMX,撞击感度为撞击感度为HMX的的50%;热稳定性大于热稳定性大于240,熔点熔点103104,且与金属且与金属Al、Cu、玻璃和钢等材料、玻璃和钢等材料的相容性好的相容性好,有望取代有望取代TNT作为熔注炸药的主要组分。美国航空海事研究实验室的作为熔注炸药的主要组分。美国航空海事研究实验室的Duncan等对等对TNAZ的性能进行了全面研究的性能进行了全面研究,同时研制了代号为同时研制了代号为ARX24007的熔注炸的熔注炸药药,其配方组成为其配方组成为RDX/TNAZ=60/40,爆速和爆压高

4、达爆速和爆压高达8660ms-1和和33.0GPa。TNAZ的缺点是其易挥发性和高的合成成本。的缺点是其易挥发性和高的合成成本。第一节第一节.四员杂环含能材料四员杂环含能材料(TNAZ)含能材料课件有机化学, 2003, 23: 1139路线：路线：含能材料课件LLM-116是是Pagoria等在等在1996年合成的又一种钝感高氮杂环含能化合物。在年合成的又一种钝感高氮杂环含能化合物。在叔丁基甲醇钾盐的叔丁基甲醇钾盐的DMSO溶剂中溶剂中,1,1,12三產埲肼的碘化物三產埲肼的碘化物TMHI与与3,5-二硝基二硝基吡唑反应得吡唑反应得LLM-116,产率产率70%。LLM-116密度达密度达1

5、.90gcm-3,178开始分解开始分解,H50为为165cm。1.咪唑含能材料咪唑含能材料(LLM-116)LLM-116 J Heterocyclic Chem, 2001,38:1227-1230 第二节第二节.五员杂环含能材料五员杂环含能材料含能材料课件3-硝基硝基-1,2,4-三唑三唑-5-酮酮(简称简称NTO),也称也称5-硝基硝基-1,2,4-三唑三唑-3-酮酮,2,4-二二氢氢-5-硝基硝基-3-氢氢-1,2,4-三唑三唑-3-酮酮,是一种白色晶体是一种白色晶体,密度为密度为1.936gcm-3,酸性酸性pKa=3.76.利用利用NTO的酸性可以制成一系列的酸性可以制成一系列N

6、TO盐，其中，盐，其中，NTO的铅、汞、铜盐等是的铅、汞、铜盐等是一种新型的起爆药。一种新型的起爆药。2.三唑含能材料三唑含能材料2.1 NTO含能材料课件ANTA为白色晶体为白色晶体,是一钝感含能材料是一钝感含能材料,密度密度1.819gcm-3,标准生成焓为标准生成焓为255.2kJmol-1,熔点熔点238,能量较能量较TATB低低7%。ANTA可可以以3-乙酰基乙酰基-1,2,4-三唑为起始物三唑为起始物,经经Ac2O/HNO3硝化、水解脱乙酰基硝化、水解脱乙酰基两步反应得到两步反应得到,总产率总产率20%。1991年年,Lee等改进了等改进了ANTA的合成方法的合成方法,以以3,5-

7、二氨二氨基基-1,2,4-三唑为起始物三唑为起始物,经经NaNO3/H2SO4硝化、水合肼氨基化两步得到硝化、水合肼氨基化两步得到ANTA,总总产率提高到产率提高到50%。J Energetic Mater, 1991, 9 (5) : 425 - 428.2.2 ANTA含能材料课件最早合成的单、双硝基脲类含能化合物是最早合成的单、双硝基脲类含能化合物是1,3,4,6-四硝基甘脲四硝基甘脲(TNGU)和和1,4-二硝基甘脲二硝基甘脲(DNGU),密度分别为密度分别为2.04g/mL和和1.98g/mL。TNGU遇水不稳定遇水不稳定,而而DNGU较为稳定较为稳定,采用沸水处理时才会慢慢分解采用

8、沸水处理时才会慢慢分解,因此因此DNGU曾被建议作为不敏感曾被建议作为不敏感性炸药用于替代性炸药用于替代RDX和和TNT。3.硝基甘脲硝基甘脲3.1 TNGU含能材料课件Pagoria等采用等采用1,3-二乙酰基二乙酰基-2-咪唑酮为原料咪唑酮为原料,经环化、硝化反应经环化、硝化反应,得到了得到了2,5,7,9-四硝基四硝基-2,5,7,9-四氮杂双环四氮杂双环4.3.0辛烷辛烷-8-酮酮(A)和和6-氧氧-2,5,7-三硝基三硝基-2,5,7,9-四氮杂双环四氮杂双环4.3.0辛烷辛烷-8-酮酮(B)。化合物。化合物(A)是一种不敏感含能材料是一种不敏感含能材料,其密度为其密度为1.84g/

9、mL。ABPropellent Exp losives Pyrotechnics, 1996, 21: 14-18.3.2 2, 5, 7, 9-四硝基四硝基-2, 5, 7, 9-四氮杂双环四氮杂双环 4. 3. 0 辛烷辛烷-8-酮酮含能材料课件路线：路线：含能材料课件2,4,6,8-四氢四氢-2,4,6,8-四氮杂双环四氮杂双环3.3.0辛烷辛烷-3-酮在酮在100%HNO3/Ac2O中中,2050反应时得到反应时得到2,4,6,8-四硝基四硝基-2,4,6,8-四氮杂双环四氮杂双环3.3.0辛烷辛烷-3-酮酮(13),收率收率为为49%;而在而在90%HNO3/Ac2O中中,10反应时

10、得到反应时得到2,4,6-三硝基三硝基-2,4,6,8-四氮杂四氮杂双环双环3.3.0辛烷辛烷-3-酮酮(14),产率为产率为72%。化合物。化合物(C)和化合物和化合物(D)密度均约为密度均约为1.905g/mL,而化合物而化合物(C)的其它性能近似于的其它性能近似于HMX,因此潜在应用价值非常明显。因此潜在应用价值非常明显。CD3.3 2,4,6,8-四硝基四硝基-2,4,6,8-四氮杂双环四氮杂双环3.3.0辛烷辛烷-3-酮酮含能材料课件呋咱类化合物是一类比较特殊的氮杂环化合物。与其它氮杂环化合物相比呋咱类化合物是一类比较特殊的氮杂环化合物。与其它氮杂环化合物相比,其五元环结构中除含有氮

11、原子外其五元环结构中除含有氮原子外,还有一个氧原子还有一个氧原子,因此呋咱类含能化合物在氧因此呋咱类含能化合物在氧平衡方面有着其独特优势。平衡方面有着其独特优势。1994年年,Nocikova等采用等采用93%H2O2、H2SO4、Na2WO4混合氧化剂氧化二混合氧化剂氧化二氨基呋咱得到二硝基呋咱氨基呋咱得到二硝基呋咱(DNF)。DNF晶体密度为晶体密度为1.62gcm-3,熔点熔点15,沸点沸点168。4.呋咱呋咱4.1 NDF含能材料课件3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)是能量密度超过是能量密度超过HMX而接近而接近CL-20的多的多环氮杂环呋咱类含能材料。环氮杂

12、环呋咱类含能材料。DNTF为白色晶体为白色晶体,标准生成焓标准生成焓644.3kJmol-1,密度密度1.937gcm-3,熔点熔点110,爆发点爆发点308;撞击感度撞击感度94%(10kg落锤落锤,25cm落高落高),摩擦感度摩擦感度12%(90),威力为威力为168.4%。无氢、高氮含量的高能量密度化合物无氢、高氮含量的高能量密度化合物3,3-二硝基氧化偶氮呋咱二硝基氧化偶氮呋咱(DNOAF)的合的合成成,由由95%的的H2SO4、30%的的H2O2和和(NH4)2S2O8氧化氧化3,3-二氨基氧化偶氮呋咱得二氨基氧化偶氮呋咱得到。到。DNOAF计算标准生成焓计算标准生成焓640kJmo

13、l-1,密度密度1.91gcm-3,熔点熔点100112,100左右开始分解左右开始分解,至至190分解完毕分解完毕,其分解过程较为缓慢其分解过程较为缓慢;H50为为7.04cm(RDX26cm),根据根据Kamlet方程计算爆速方程计算爆速9390ms-1,爆压爆压40.5GPa。4.2 NDTF和和DNOAF含能材料课件3,4:7,8:11,12:15,16-四呋咱基四呋咱基-1,5,9,13-四偶氮环十六烷四偶氮环十六烷(TATF)和和3,4:7,8:11,12:15,16-四呋咱四呋咱-1,5,9,13-四氧化偶氮环十六烷四氧化偶氮环十六烷(TOATF)是两种大环呋咱含能材料。是两种大

14、环呋咱含能材料。其中其中,TATF的熔点为的熔点为210,密度为密度为1.80gcm-3,标准生成焓标准生成焓(Hf)为为4564.4kJkg-1;TOATF的熔点为的熔点为234235,密度密度1.94gcm-3,标准生成焓为标准生成焓为3324.0kJkg-1。4.3TATF和和TOATF含能材料课件氨基硝基苯并二氧化呋咱氨基硝基苯并二氧化呋咱(ANBDF),其分子结构中含有氨基、硝基和两个氧其分子结构中含有氨基、硝基和两个氧化呋咱环化呋咱环,并且这些基团与苯环共平面并且这些基团与苯环共平面,因而具有高能量、低感度特性因而具有高能量、低感度特性,其爆速接近其爆速接近于三亚甲基三硝胺于三亚甲

15、基三硝胺(RDX),而撞击感度比三硝基甲苯而撞击感度比三硝基甲苯(TNT)还要低还要低,是一种很有发是一种很有发展前景的高能钝感炸药。展前景的高能钝感炸药。5.氧化氧化呋咱呋咱路线一：路线一：5.1ANBDF含能材料课件含能材料课件苯并三氧化呋咱苯并三氧化呋咱(BTF)是一种零氧无氢炸药是一种零氧无氢炸药,在起爆药中有着特殊的用途。在起爆药中有着特殊的用途。5.2BTFNNNNNNO2NO2NNO2NO2O2NNO2含能材料课件5.3TACOT 四硝基二苯并四硝基二苯并-1,3a,4,6a-1,3a,4,6a-四氮杂戊搭烯四氮杂戊搭烯(tetranitrodibenzo-1,3a,4,6a-t

16、etra-(tetranitrodibenzo-1,3a,4,6a-tetra-zapentalene)zapentalene)。是一种耐热炸药。橙黄色结晶。溶于热二甲基亚砜和。是一种耐热炸药。橙黄色结晶。溶于热二甲基亚砜和9595浓硝酸，稍浓硝酸，稍溶于硝基苯和二甲基甲酰胺，不溶于水和大多数有机溶剂。密度溶于硝基苯和二甲基甲酰胺，不溶于水和大多数有机溶剂。密度1.85g/cm1.85g/cm3 3。熔点。熔点410410。爆发点。爆发点419(5s)419(5s)。爆速。爆速7.25km/s(7.25km/s(密度密度1.64g/cm1.64g/cm3 3时时) )。做功能力。做功能力969

17、6(TNT(TNT当当量量) )。撞击感度。撞击感度6464(5kg(5kg，94cm)94cm)。在。在316316下长期加热不发生爆炸，下长期加热不发生爆炸，378378才开始分解。才开始分解。从硝酸硝化二苯并四氮杂戊搭烯制得。用作耐热炸药，适用于导弹、火箭与空间器件从硝酸硝化二苯并四氮杂戊搭烯制得。用作耐热炸药，适用于导弹、火箭与空间器件的装药与高温爆破工程。的装药与高温爆破工程。含能材料课件5.4六硝基六氮杂三环十四烷对二呋咱（六硝基六氮杂三环十四烷对二呋咱（HHTTD）含能材料课件2,6-二二(苦氨基苦氨基)-3,5-二硝基吡啶二硝基吡啶(PYX)为淡黄色粉末为淡黄色粉末,密度密度1

18、.77gcm-3,爆爆速速7448ms-1,爆压爆压24.2GPa(计算值计算值)(=1.770gcm-3),爆速爆速(725416)ms-1(实测值实测值)(=1.695gcm-3),350以下热安定性较好以下热安定性较好,50%爆炸特性爆炸特性落高落高62cm(PETN相同条件下相同条件下11cm),静电火花感度静电火花感度E50=1.175J。PYX的耐的耐热性和爆炸力优于六硝茋热性和爆炸力优于六硝茋(HNS),是目前世界上是目前世界上耐热性能最好的单质炸药耐热性能最好的单质炸药,现已广泛用于石油深现已广泛用于石油深井射孔弹和宇宙爆炸勘探及核技术等领域。井射孔弹和宇宙爆炸勘探及核技术等领

19、域。1.吡啶含能材料吡啶含能材料(LLM-116)第三节第三节.六员杂环含能材料六员杂环含能材料含能材料课件TANPyO密度密度1.876gcm-3,熔点熔点308;前驱体前驱体ANPyO密度密度1.878gcm-3,熔点熔点340。Hollins等以等以2,6-二氨基吡啶为原材料二氨基吡啶为原材料,经三步反应合成了钝感高氮杂环含经三步反应合成了钝感高氮杂环含能材料能材料TANPyO,总产率总产率39%。2.TANPyO含能材料课件LLM-105为亮黄色的针状晶体为亮黄色的针状晶体,不溶于常用有机溶剂不溶于常用有机溶剂,但溶于但溶于DMSO;密度密度1.913gcm-3,生成热生成热-12kJ

20、mol-1,DSC热分解峰值热分解峰值342;性能介于性能介于HMX和和TATB之间之间,能量比能量比TATB高高15%,是是HMX的的85%,50%特性落高特性落高(H50)为为117cm,最大理论爆速最大理论爆速8560ms-1。LLM-105的合成以工业品的合成以工业品2,6-二氯吡嗪为起始物二氯吡嗪为起始物,经四步反应一次性经四步反应一次性得到得到,总产率总产率48。3.LLM-105含能材料课件TAAT密度为密度为1.72gcm-3,标准生成焓高达标准生成焓高达2171kJmol-1,无熔点无熔点,DSC热分解峰温为热分解峰温为200,H50为为6.2cm,摩擦感度摩擦感度2.4kg

21、,静电感度小于静电感度小于0.36J.4.TAAT含能材料课件Propellants,Explos., Pyrotech. 2004, 29, 209.Hiskey, M. A.; Chavez, D. E.; Naud, D. US 6342589, 2002含能材料课件5.3,6-双双(3,5-二硝基二硝基-1,2,4-三唑三唑-1)-1,2,4,5-四嗪四嗪-1,4-二氧化物二氧化物(BDTTDO)含能材料课件TEX属于多环氮杂环多硝胺化合物属于多环氮杂环多硝胺化合物,但环结构中还含有但环结构中还含有4个氧原子。个氧原子。TEX密度密度1.99gcm-3,爆速爆速8665ms-1,爆压爆

22、压37GPa;标准条件下撞击感度为标准条件下撞击感度为44%,摩擦感度为摩擦感度为8%,均好于均好于HMX和和RDX,热稳定性大于热稳定性大于240。从长远看。从长远看,TEX在在浇铸和压装炸药中具有潜在的应用价值。浇铸和压装炸药中具有潜在的应用价值。1979年年,陈福波教授率先合成出高陈福波教授率先合成出高性能炸药性能炸药TEX。1990年年,美国的美国的Ramakrishan等也报道了等也报道了TEX的合成的合成,由甲由甲酰胺和乙二醛为起始物酰胺和乙二醛为起始物,在弱碱性条件下成环在弱碱性条件下成环,进一步经浓硝酸进一步经浓硝酸/硫酸混酸氧硫酸混酸氧化得到。化得到。6.LEX含能材料课件至

23、止至止,人们已知的稳定全氮化合物只有两种人们已知的稳定全氮化合物只有两种:1772年由年由Rutherford等等从空气中分离出的氮气和从空气中分离出的氮气和Curtius等在等在1890年发现的叠氮阴离子年发现的叠氮阴离子(N3-)。虽。虽然理论化学家发现一些特定形态的聚氮分子如然理论化学家发现一些特定形态的聚氮分子如N4、N6和和N8乃至乃至N60等在理等在理论上具有稳定存在的可能论上具有稳定存在的可能,但是仍未发现适当的合成方法。但是仍未发现适当的合成方法。8.氮原子簇化合物氮原子簇化合物N20含能材料课件LLM-105为亮黄色的针状晶体为亮黄色的针状晶体,不溶于常用有机溶剂不溶于常用有

24、机溶剂,但溶于但溶于DMSO;密度密度1.913gcm-3,生成热生成热-12kJmol-1,DSC热分解峰值热分解峰值342;性能介于性能介于HMX和和TATB之间之间,能量比能量比TATB高高15%,是是HMX的的85%,50%特性落高特性落高(H50)为为117cm,最大理论爆速最大理论爆速8560ms-1。LLM-105的合成以工业品的合成以工业品2,6-二氯吡嗪为起始物二氯吡嗪为起始物,经四步反应一次性经四步反应一次性得到得到,总产率总产率48%。1. LLM-1051. LLM-105第四节第四节.几种重要的杂环含能材料几种重要的杂环含能材料含能材料课件2. RDX2. RDX 环

25、三亚甲基三硝胺,又称黑索今，“旋风炸药”1899年由德国人亨宁发明的。在原子弹出现以前，它是威力最大的炸药，又被称为 “旋风炸药”。在第二次世界大战之后，曾取代了梯恩梯的 “炸药之王”的宝座。 含能材料课件HMXHMX是白色结晶粉末，钝化处理过的有其它颜色，造型粉为小颗粒。密度是白色结晶粉末，钝化处理过的有其它颜色，造型粉为小颗粒。密度1.9021.9021.905g/1.905g/，熔点，熔点276276280280。有四种晶型，常见的为。有四种晶型，常见的为-HMX-HMX。不溶于。不溶于水，溶于二甲亚砜。氧平衡水，溶于二甲亚砜。氧平衡-22%-22%，爆热，爆热5673KJ/5673KJ

26、/，爆速，爆速9110m/s9110m/s（=1.89g/=1.89g/3）3. HMX 3. HMX 含能材料课件b-HMXa-HMXd-HMX含能材料课件HNIW是白色晶体，易溶于丙酮，乙酸乙酯，不溶于脂肪烃，氯代烃及是白色晶体，易溶于丙酮，乙酸乙酯，不溶于脂肪烃，氯代烃及水。理论密度高达水。理论密度高达2.055g.cm-3(HMX为为1.90g.cm-3)，氧平衡，氧平衡-10.95%，爆热，爆热6230KJ/kg，爆速，爆速95009600m/s，爆压，爆压43Gpa，.爆发点爆发点283.9(5s)。HNIW的基本分子结构是一个刚性的异伍兹烷，含有的基本分子结构是一个刚性的异伍兹烷

27、，含有6个桥氮原子，每个个桥氮原子，每个氮原子上连一个硝基。氮原子上连一个硝基。HNIW可以看成是由一个六元环和两个五元环以单键相可以看成是由一个六元环和两个五元环以单键相连稠和而成。连稠和而成。4. 4. 六硝基六氮杂异伍兹烷（六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW, CL-20HNIW, CL-20） 含能材料课件含能材料课件ONC是是2000年美国芝加哥大学的年美国芝加哥大学的Zhang及及Eaton教授经教授经历多年锲而不舍的艰苦探索首先合成的。历多年锲而不舍的艰苦探索首先合成的。ONC的氧平衡为的氧平衡为0，计算晶体密度有可，计算晶体密度有可能达到能达到2.2g/cm3，即高于，即高于HNI

28、W，但实测的，但实测的合成所得的合成所得的ONC密度仅密度仅1.979g/cm3。不过，。不过，像像HNIW一样，一样，ONC也可能存在高密度的也可能存在高密度的晶型。标准生成焓晶型。标准生成焓340600KJ/kg,爆速为爆速为9800m/s，爆压为，爆压为46.7Gpa。5.5.八硝基立方烷（八硝基立方烷（ONCONC） 含能材料课件含能材料课件TATP是一种新型的、具有一些新概念的炸药。人们对它有是一种新型的、具有一些新概念的炸药。人们对它有很大的兴趣，认为它代表了未来炸药发展方向趋向，尽管它为很大的兴趣，认为它代表了未来炸药发展方向趋向，尽管它为人所知是因为臭名昭著的伦敦地铁连环爆炸案

29、（人所知是因为臭名昭著的伦敦地铁连环爆炸案（2005七月）。七月）。TATP由由H2O2溶液和溶液和H2SO4溶液反应来合成，反应在室温下溶液反应来合成，反应在室温下就可进行，且比较完全，相当之方便。不过，也正是因为制作就可进行，且比较完全，相当之方便。不过，也正是因为制作过于简单，这种炸药很容易被恐怖分子制备并利用。在伦敦地过于简单，这种炸药很容易被恐怖分子制备并利用。在伦敦地铁连环爆炸案中，他们正是使用的铁连环爆炸案中，他们正是使用的TATP；它连同；它连同DADP（二过（二过氧化二丙酮），被称为撒旦之母（氧化二丙酮），被称为撒旦之母（MotherOfSatan）6.6.三过氧化三丙酮（三

30、过氧化三丙酮（TATPTATP） 含能材料课件伦敦七七爆炸案伦敦七七爆炸案 是指是指2005年年7月月7日日早上交通尖峰时间，早上交通尖峰时间，伦敦伦敦连环发生的至少连环发生的至少7起起爆炸爆炸案。爆炸案。爆炸造成的死亡人数共造成的死亡人数共52人，伤者逾百。数个地下铁路车站和数架巴士发生爆炸。爆炸人，伤者逾百。数个地下铁路车站和数架巴士发生爆炸。爆炸在伦敦获得在伦敦获得2012年夏季奥林匹克运动会年夏季奥林匹克运动会主办权不足一日后发生，同时在主办权不足一日后发生，同时在苏格兰苏格兰八国八国集团首脑会议集团首脑会议也正在举行。事发后，伦敦地铁已全部关闭，市中心也没有公共汽车也正在举行。事发后

31、，伦敦地铁已全部关闭，市中心也没有公共汽车运营，但各个机场仍运转正常。伦敦本地的通信网络虽然正常运转，但由于信号拥运营，但各个机场仍运转正常。伦敦本地的通信网络虽然正常运转，但由于信号拥挤，已经限制部分通信。挤，已经限制部分通信。英国英国政府和首相政府和首相托尼托尼布莱尔布莱尔确认事件为确认事件为恐怖主义恐怖主义袭击。袭击。含能材料课件含能材料课件阿尔弗雷德阿尔弗雷德贝恩哈德贝恩哈德诺贝诺贝尔（尔（AlfredBernhardNobel）生生于于1833年年10月月21日，日，1896年年12月月10日诺贝尔在意大利的桑利玛去世，日诺贝尔在意大利的桑利玛去世，终年终年63岁岁 。他是瑞典出生的

32、化学。他是瑞典出生的化学家、工程师和企业家，他发明了炸家、工程师和企业家，他发明了炸药，建立了著名的药，建立了著名的诺贝尔奖金诺贝尔奖金。含能材料课件硝化甘油的最初发明人，其实是意大利化学家硝化甘油的最初发明人，其实是意大利化学家索布雷罗索布雷罗，他在报告他，他在报告他的研究成果时说，用硝酸和硫酸处理甘油，得到一种黄色的油状透明液体，的研究成果时说，用硝酸和硫酸处理甘油，得到一种黄色的油状透明液体，即即硝化甘油硝化甘油，“这种液体可因震动而爆炸，将来能做何用途，只有将来的这种液体可因震动而爆炸，将来能做何用途，只有将来的实验能告诉我们。实验能告诉我们。”俄国化学家俄国化学家西宁教授西宁教授在圣

33、彼得堡向前来讨教的诺贝尔在圣彼得堡向前来讨教的诺贝尔父子演示了硝化甘油的爆炸性。当很少很少的硝化甘油在锤击下发生猛烈父子演示了硝化甘油的爆炸性。当很少很少的硝化甘油在锤击下发生猛烈爆炸时，给诺贝尔留下了极深的印象。西宁说，如能想出切实的办法使它爆炸时，给诺贝尔留下了极深的印象。西宁说，如能想出切实的办法使它爆炸，它将在军事上大有用处。为了控制硝化甘油的爆炸，首先必须发明爆炸，它将在军事上大有用处。为了控制硝化甘油的爆炸，首先必须发明引发装置。这引起了年轻诺贝尔的极大兴趣。从此以后，诺贝尔对此念念引发装置。这引起了年轻诺贝尔的极大兴趣。从此以后，诺贝尔对此念念不忘，决心要完成这一发明。过去，人们

34、是用点燃导火索的办法，来引起不忘，决心要完成这一发明。过去，人们是用点燃导火索的办法，来引起黑色火药爆炸的，安全可靠。但是，这种办法却不能黑色火药爆炸的，安全可靠。但是，这种办法却不能使硝化甘油发生爆炸。硝化甘油既容易自行爆炸，又不容使硝化甘油发生爆炸。硝化甘油既容易自行爆炸，又不容易按照人的要求爆炸，所以在发明以后的十几年间，除了易按照人的要求爆炸，所以在发明以后的十几年间，除了用来治疗用来治疗心绞痛心绞痛外，并没有人把它当炸药用。外，并没有人把它当炸药用。从硝化甘油到安全火药从硝化甘油到安全火药含能材料课件诺贝尔想，如果用硝化甘油代替黑色火药去开发矿山、开凿隧道，其诺贝尔想，如果用硝化甘油

35、代替黑色火药去开发矿山、开凿隧道，其效力一定要大得多但硝化甘油爆炸猛烈，这太危脸，不能应用到工业生效力一定要大得多但硝化甘油爆炸猛烈，这太危脸，不能应用到工业生产上去的产上去的1863年，诺贝尔父子三人共同研究硝化甘油炸药，将硝化甘油年，诺贝尔父子三人共同研究硝化甘油炸药，将硝化甘油装一铁管内，以黑色火药为起爆剂装一铁管内，以黑色火药为起爆剂(引爆药线引爆药线)，试验结果，轰然爆炸，实，试验结果，轰然爆炸，实验室被炸毁，更不幸的是父伤弟亡强烈的悲痛和试验的失败，并没有动验室被炸毁，更不幸的是父伤弟亡强烈的悲痛和试验的失败，并没有动摇诺贝尔继续研究的决心，他顽强地不断设法改进，经数年的研究，终于

36、摇诺贝尔继续研究的决心，他顽强地不断设法改进，经数年的研究，终于找出两个关键问题。找出两个关键问题。第一个问题是硝化甘油极不稳定，不能单独应用将硝化甘油与吸收第一个问题是硝化甘油极不稳定，不能单独应用将硝化甘油与吸收剂做成固体混合物而应用剂做成固体混合物而应用硝化甘油炸药硝化甘油炸药，是以各种吸收剂浸以硝化甘油，是以各种吸收剂浸以硝化甘油而制得的使用稳定而且安全对于冲击和震动灵敏度要小得多应用非而制得的使用稳定而且安全对于冲击和震动灵敏度要小得多应用非常广泛，自从诺贝尔发明硝化甘油炸药以来，使炸药工业出现一个转折点常广泛，自从诺贝尔发明硝化甘油炸药以来，使炸药工业出现一个转折点硝化甘油是无色黏

37、稠油状液体，受打击或震动立即爆炸，产生大量气体、硝化甘油是无色黏稠油状液体，受打击或震动立即爆炸，产生大量气体、温度高达温度高达3000。含能材料课件第二个问题是，使用硝化甘油炸药，要提供一个第二个问题是，使用硝化甘油炸药，要提供一个安全的引爆药线安全的引爆药线诺诺贝尔经过长期思考和实践，认识到要使硝化甘油爆炸，必须把它加热到爆贝尔经过长期思考和实践，认识到要使硝化甘油爆炸，必须把它加热到爆炸点炸点(170180)或以重力冲击。寻求一种安全的引爆装置正是诺贝尔为或以重力冲击。寻求一种安全的引爆装置正是诺贝尔为自己确定的课题。自己确定的课题。1862年年5月，随着一声剧响，水沟水花四溅，地动山摇

38、，月，随着一声剧响，水沟水花四溅，地动山摇，他第一次发现了引爆硝化甘油的原理。诺贝尔把他第一次发现了引爆硝化甘油的原理。诺贝尔把雷汞雷汞装进一支导营内，用装进一支导营内，用来引爆硝化甘油炸药，他独自一人点燃了雷汞，凝神注视着，突然一声巨来引爆硝化甘油炸药，他独自一人点燃了雷汞，凝神注视着，突然一声巨响，刹那间实验室再次被炸在硝烟弥漫中诺贝尔他跑了出来，一面奔跑，响，刹那间实验室再次被炸在硝烟弥漫中诺贝尔他跑了出来，一面奔跑，一面狂呼：一面狂呼：“我成功了我成功了!我成功了我成功了!”诺贝尔又成功地解决了硝化甘油炸药诺贝尔又成功地解决了硝化甘油炸药的引爆问题引爆剂的引爆问题引爆剂雷管也就是这样诞

39、生的为此，雷管也就是这样诞生的为此，1864年他在瑞年他在瑞典第一次获得了硝化甘油的引爆装置典第一次获得了硝化甘油的引爆装置雷管雷管的专利权，完成了他的第一的专利权，完成了他的第一项重大发明。项重大发明。1868年年2月，瑞典科学会授予诺贝尔父子金质奖章，奖励老月，瑞典科学会授予诺贝尔父子金质奖章，奖励老诺贝尔用硝化甘油制造炸药的长期努力，奖励阿尔佛雷德诺贝尔用硝化甘油制造炸药的长期努力，奖励阿尔佛雷德诺贝尔首次使诺贝尔首次使硝化甘油成为可以用于工业的炸药。硝化甘油成为可以用于工业的炸药。雷汞目前已被更穩定的起爆藥所代替，如疊氮化鉛、史蒂芬酸鉛史蒂芬酸鉛和二硝基重氮酚二硝基重氮酚等. 含能材料

40、课件上述二个问题都得到了解决，安全地使用硝化甘油炸药得到成功。新上述二个问题都得到了解决，安全地使用硝化甘油炸药得到成功。新的炸药在爆破工程上可以节约大量的人力，很快地得到普遍应用。加上阿的炸药在爆破工程上可以节约大量的人力，很快地得到普遍应用。加上阿尔佛雷德尔佛雷德诺贝尔为了推广他的发明，亲自到各处去进行实验，使他的名诺贝尔为了推广他的发明，亲自到各处去进行实验，使他的名声远扬各国，要求供货的地方也越来越多。但由于当时人们对炸药的危险声远扬各国，要求供货的地方也越来越多。但由于当时人们对炸药的危险性十分无知，在长途运输中，各地相继发生了严重的液体硝化甘油爆炸事性十分无知，在长途运输中，各地相

41、继发生了严重的液体硝化甘油爆炸事故，报警的信函涌向诺贝尔：美国的一列火车，因炸药爆炸，给炸成了一故，报警的信函涌向诺贝尔：美国的一列火车，因炸药爆炸，给炸成了一堆废铁；德国的一家工厂，因炸药爆炸，厂房和附近民房，全部变成一片堆废铁；德国的一家工厂，因炸药爆炸，厂房和附近民房，全部变成一片废墟；废墟；“欧罗巴欧罗巴”号海轮，在大西洋上遇到大风颠簸，引起硝化甘油爆炸，号海轮，在大西洋上遇到大风颠簸，引起硝化甘油爆炸，船沉人亡。这些惨痛的事故，使世界各国对硝化甘油失去信心，有些国家，船沉人亡。这些惨痛的事故，使世界各国对硝化甘油失去信心，有些国家，甚至下令禁止制造、贮藏和运输硝化甘油。甚至下令禁止制

42、造、贮藏和运输硝化甘油。含能材料课件面对这种艰难的局面，诺贝尔没有灰心，他深信完全有可能解决硝化面对这种艰难的局面，诺贝尔没有灰心，他深信完全有可能解决硝化甘油不稳定的问题。诺贝尔在反复试验中发现：用一些多孔的木炭粉、锯甘油不稳定的问题。诺贝尔在反复试验中发现：用一些多孔的木炭粉、锯木屑、硅藻土等吸收硝化甘油，能减少容易爆炸的危险。最后，他用木屑、硅藻土等吸收硝化甘油，能减少容易爆炸的危险。最后，他用一份一份重的硅藻土，去吸收三份重的硝化甘油重的硅藻土，去吸收三份重的硝化甘油，第一次制成了运输和使用都很安，第一次制成了运输和使用都很安全的硝化甘油工业炸药。这就是全的硝化甘油工业炸药。这就是诺贝

43、尔安全炸药诺贝尔安全炸药。为了消除人们对硝化甘油炸药的怀疑和恐惧，为了消除人们对硝化甘油炸药的怀疑和恐惧，1867年年7月月14日，诺贝日，诺贝尔在英国的一座矿山做了一次对比实验：他先把一箱安全炸药放在一堆木尔在英国的一座矿山做了一次对比实验：他先把一箱安全炸药放在一堆木柴上，点燃木柴，结果，这箱炸药没有爆炸；他再把一箱安全炸药从大约柴上，点燃木柴，结果，这箱炸药没有爆炸；他再把一箱安全炸药从大约20米高的山崖上扔下去，结果，这箱炸药也没有爆炸；然后，他在石洞、米高的山崖上扔下去，结果，这箱炸药也没有爆炸；然后，他在石洞、铁桶和钻孔中装入安全炸药，用雷管引爆，结果，都爆炸了。这次实验，铁桶和钻

44、孔中装入安全炸药，用雷管引爆，结果，都爆炸了。这次实验，获得了完全的成功，给参观的人留下了深刻的印象；诺贝尔的安全炸药，获得了完全的成功，给参观的人留下了深刻的印象；诺贝尔的安全炸药，确实是安全的。确实是安全的。安全炸药也有缺点。缺点之一，就是爆炸力没有纯粹的硝化甘油大。正安全炸药也有缺点。缺点之一，就是爆炸力没有纯粹的硝化甘油大。正是由于这种原因，有的地方，仍然冒险使用硝化甘油做炸药。怎样找到兼是由于这种原因，有的地方，仍然冒险使用硝化甘油做炸药。怎样找到兼有硝化甘油的爆炸力，又有安全炸药的安全性能的新炸药，一时成为许多有硝化甘油的爆炸力，又有安全炸药的安全性能的新炸药，一时成为许多发明家努

45、力寻求的目标。这一回，又是诺贝尔首先获得了成功。发明家努力寻求的目标。这一回，又是诺贝尔首先获得了成功。含能材料课件有一天，诺贝尔在实验室工作的时候，手指被割破了，顺手用一种含有一天，诺贝尔在实验室工作的时候，手指被割破了，顺手用一种含氮量比较低的硝酸纤维素敷住了伤口。那天晚上，因为伤口疼痛，不能入氮量比较低的硝酸纤维素敷住了伤口。那天晚上，因为伤口疼痛，不能入睡，他躺在床上琢磨工作中的主要问题：如何才能使硝酸纤维素同硝化甘睡，他躺在床上琢磨工作中的主要问题：如何才能使硝酸纤维素同硝化甘油混合。硝酸纤维素，是用纤维素同硝酸和硫酸的混合酸互相作用制成的，油混合。硝酸纤维素，是用纤维素同硝酸和硫酸

46、的混合酸互相作用制成的，是一种很容易着火的东西。因为硝酸和硫酸的混合比例不同，作用的时间是一种很容易着火的东西。因为硝酸和硫酸的混合比例不同，作用的时间长短不同，生成的硝酸纤维素的含氮量有高有低。诺贝尔很早就想把硝化长短不同，生成的硝酸纤维素的含氮量有高有低。诺贝尔很早就想把硝化甘油和硝酸纤维素混合起来，制成炸药，一直不能成功。现在，诺贝尔从甘油和硝酸纤维素混合起来，制成炸药，一直不能成功。现在，诺贝尔从敷料能够吸收血液这件事得到了启发，忽然想到能不能用含氮量较低的硝敷料能够吸收血液这件事得到了启发，忽然想到能不能用含氮量较低的硝酸纤维素，来同硝化甘油混合呢？他一骨碌爬起来，忘记了手指的疼痛，

47、酸纤维素，来同硝化甘油混合呢？他一骨碌爬起来，忘记了手指的疼痛，跑到实验室，一个人做起实验来了。他把大约跑到实验室，一个人做起实验来了。他把大约一份重的火棉，溶于九份重一份重的火棉，溶于九份重的硝化甘油中，的硝化甘油中，得到一种爆炸力很强的胶状物得到一种爆炸力很强的胶状物炸胶炸胶。第二天，当诺贝尔的助手华伦巴赫上班时，一种新型的第二天，当诺贝尔的助手华伦巴赫上班时，一种新型的炸药炸药炸胶已经制成了。华伦巴赫又惊又喜，十分佩服炸胶已经制成了。华伦巴赫又惊又喜，十分佩服他这种他这种如醉如痴的干劲如醉如痴的干劲。经过长年累月的测试，。经过长年累月的测试，1887年，年，诺贝尔把少量的樟脑，加到硝化甘

48、油和火棉炸胶中，发明诺贝尔把少量的樟脑，加到硝化甘油和火棉炸胶中，发明了了无烟火药无烟火药。直到今天，在军事工业中普遍使用的火药，都属于这一类型。直到今天，在军事工业中普遍使用的火药，都属于这一类型。含能材料课件当今，世界上的科技奖林林总总，但在人们心目中，最权威、影响最当今，世界上的科技奖林林总总，但在人们心目中，最权威、影响最大的当属诺贝尔奖中三个自然科学奖大的当属诺贝尔奖中三个自然科学奖物理学、化学、生理学或医学奖。物理学、化学、生理学或医学奖。不论是一个国家还是个人，都把获得诺贝尔奖视作在科技成就上的最高荣不论是一个国家还是个人，都把获得诺贝尔奖视作在科技成就上的最高荣誉，而且还往往把

49、一个国家获这三个诺贝尔奖之多寡作为这个国家科技实誉，而且还往往把一个国家获这三个诺贝尔奖之多寡作为这个国家科技实力的标志。力的标志。瑞典化学家诺贝尔在世之时，他在全世界拥有百家工厂，每年可生瑞典化学家诺贝尔在世之时，他在全世界拥有百家工厂，每年可生产产6万吨火药和炸药他知道这些炸药，也有大量用在武装冲突中，给人万吨火药和炸药他知道这些炸药，也有大量用在武装冲突中，给人们带来了巨大的灾害，对此他十分痛心他在晚年们带来了巨大的灾害，对此他十分痛心他在晚年(1895年年l1月月29日日)立下立下有名的遗嘱。去世后将其遗产作为基金，其利息作为奖金，奖给全球对人有名的遗嘱。去世后将其遗产作为基金，其利息

50、作为奖金，奖给全球对人类做出贡献的物理、化学、医学或生理学、文学及和平事业等作出特殊贡类做出贡献的物理、化学、医学或生理学、文学及和平事业等作出特殊贡献的人士，每年一次，此即所谓献的人士，每年一次，此即所谓“诺贝尔奖诺贝尔奖”诺贝尔奖的创立诺贝尔奖的创立含能材料课件 诺贝尔在诺贝尔在18961896年年l2l2月月1010日在意太利的圣雷莫去世，享年日在意太利的圣雷莫去世，享年6363岁诺贝尔他是一位岁诺贝尔他是一位化学家，一生支持科学和医学的研究，设立诺贝尔奖，这是他的遗愿在化学家，一生支持科学和医学的研究，设立诺贝尔奖，这是他的遗愿在18971897年年1 1月月2 2日诺贝尔的遗嘱被公布

51、于世。各奖项如何评定，诺贝尔在他的遗嘱中都有规定，日诺贝尔的遗嘱被公布于世。各奖项如何评定，诺贝尔在他的遗嘱中都有规定，分成下列的五项：分成下列的五项： 1 1）物理奖物理奖：由瑞典科学研究院决定，对于物理方面有重要发明和发现的人。：由瑞典科学研究院决定，对于物理方面有重要发明和发现的人。 2 2）化学奖化学奖：由瑞典科学研究院决定，在化学有重要发现和改良的人。：由瑞典科学研究院决定，在化学有重要发现和改良的人。 3 3）医学奖医学奖；由斯德哥尔摩的加罗林学会决定，在生理学或医；由斯德哥尔摩的加罗林学会决定，在生理学或医学上，有重要发现的人。学上，有重要发现的人。 4 4）文学奖文学奖：由斯德

52、哥尔摩学术院决定，对文学思想有启发引：由斯德哥尔摩学术院决定，对文学思想有启发引导作用的人。导作用的人。 5 5）和平奖和平奖：由挪威议会组成的五人委员会决定。为促进国际：由挪威议会组成的五人委员会决定。为促进国际的友好关系，且为和平会议的设立和普及竭尽心力，在军备的废的友好关系，且为和平会议的设立和普及竭尽心力，在军备的废除和缩减上有重要贡献的人。除和缩减上有重要贡献的人。 后来，因为诺贝尔基金会在后来，因为诺贝尔基金会在19681968年创立了年创立了经济学奖经济学奖，该奖项，该奖项从从19691969年开始颁奖这样，每年的诺贝尔奖就增加到六个奖项年开始颁奖这样，每年的诺贝尔奖就增加到六个奖项The offices of the Nobel Foundation are located at Sturegatan 14 in Stockholm.含能材料课件