一類特殊的化學物質
含能材料是一類特殊的化學物質,它們能夠在極短時間內迅速釋放大量能量,並對外做功。這類材料通常含有爆炸性基團或由氧化劑和可燃物組成,能夠獨立進行化學反應並輸出能量。含能材料是軍用炸藥、發射藥和火箭推進劑配方中的重要組成部分,廣泛套用于軍事和航空航天領域,同時也少量用於生產和生活。
含能材料的種類繁多,包括傳統的黑火藥、三硝基甲苯(TNT)、硝化甘油、黑索金(RDX)、奧克托今(HMX),以及高密度高氮含量化合物如三硝基氮雜環丁烷(TNAZ)、六硝基六氮雜異伍茲烷(HNIW/CL-20)、二氨基二硝基乙烯(FOX-7)和八硝基立方烷(ONC)等。此外,還有聚疊氮縮水甘油醚(GAP)等高能推進劑。現代研究的焦點在於超高能含能材料,這些材料的能量水平比常規炸藥高出至少一個數量級,達到104J/g ~ 105J/g,甚至更高,如金屬氫、全氮化合物、高張力鍵能釋放材料(例如納米鋁)等。
含能材料的歷史可以追溯到一千多年前我國的黑火藥,它隨後傳播到歐洲,並在隨後的歲月中發展成為戰爭的主要攻擊手段。隨著時間的推移,越來越多的新型含能材料被發明和套用,如TNT、RDX等,這些材料在軍事和民用領域都有著廣泛的套用。
含能材料的研發、生產與套用過程涉及多層面的基礎科學問題,它們的發展不僅推動了科技進步,也改變了戰爭的形式和人類的生活方式。