[发明专利]一种近红外激光点火含能材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种近红外激光点火含能材料的制备方法，包括以下步骤：在一定温度下，将含能金属有机配位框架材料溶解到水中，然后加入CHNO类高能炸药晶体；室温静置1～2天，获得在CHNO类高能炸药晶体表面生长了一层含能金属有机框架材料的新型含能材料，即得目标含能材料。本发明提供的新型含能材料，能够推动激光点火技术的快速发展，还为新型激光点火含能材料的发展提供新思路。

技术领域

本发明涉及含能材料技术领域，具体涉及一种近红外激光点火含能材料及其制备方法。

背景技术

含能材料的激光点火机理可分为光热效应机理和激光直接解离机理两种。其中，光热效应机理为含能材料分子通过吸收激光光子能量，瞬间产生高能热量，从而引发含能材料点火。激光直接解离机理是指含能材料分子吸收特定频率的激光光子并发生离解，生成高活性的分子碎片，从而引发化学链反应，实现含能材料的点火。大部分激光点火属于光热效应点火，只有当激光能量和含能材料分子光活化能匹配时，才有可能发生激光直接解离点火。近红外脉冲二极管激光光源具有装置小，价格低等优点，是微型激光点火装置最合适的电源。

然而，近红外激光的光量子能量小，不足以激发传统炸药的电子跃迁，很难实现含能材料的激光直接解离点火，采用近红外激光点火主要为光热效应点火。能否实现激光点火技术在武器装备中的实际应用，主要由激光技术和激光点火含能材料的发展水平决定。近年来，激光技术取得了突飞猛进的发展。目前，已商业化的激光器种类繁多，其中近红外激光器非常适用于武器装备的应用要求。然而，具有激光点火性能的含能材料发展极其缓慢，这严重阻碍了激光点火技术的发展。

传统CHNO类炸药普遍存在对激光吸收能力低或基本不吸收的问题，从而不具备激光点火性能。将炭黑、有机染料和金属纳米颗粒等材料作为光敏剂，掺杂到CHNO类炸药中，可以提高复合含能材料的激光吸收能力，实现CHNO类炸药激光点火性能。然而，采用该方法制备的复合含能材料，具有性能不稳定、制备工艺安全性差等缺点。同时，在炸药中添加较硬组分(金属纳米离子)也会增加目标复合材料的机械感度，降低其安全性能。因此，发展制备具有激光点火性能复合含能材料的新方法，对推动激光点火技术的发展具有重要的价值。

本发明提出了一种在现有高能炸药晶体表面定向生长一层具有强激光吸收性能的含能金属有机框架材料，构筑近红外激光点火含能材料的新方法。本发明提供的新型含能材料，能够推动激光点火技术的快速发展，还为新型激光点火含能材料的制备提供新思路。

发明内容

针对现有近红外激光点火含能材料种类稀少，严重阻碍了近红外激光点火技术的发展的现状。本发明提供了一种具有近红外激光点火性能的含能材料及其制备方法。

为实现本发明的目的，本发明提供如下技术方案：

一种近红外激光点火含能材料的制备方法，包括以下步骤：在一定温度下，将含能金属有机框架材料溶解到水中，然后加入CHNO类高能炸药晶体；室温静置2～3天，获得在CHNO类高能炸药晶体表面生长了一层含能金属有机框架材料的新型含能材料，即得目标含能材料。

在一些实施例中，所述含能金属有机框架材料的制备方法为：在室温条件下，将双四唑基胺(H₂BTA)加入到水中，然后加入NaOH，回流，待反应物完全溶解后，加入有机富氮阳离子氯盐；待反应液完全澄清后，快速加入过渡金属盐，二次回流10分钟；趁热过滤，滤液室温静置，1～2天后得含能金属有机框架材料晶体。

在一些实施例中，所述一定温度为室温～90℃。

在一些实施例中，CHNO类高能炸药包括但不限于RDX、HMX和CL-20。

在一些实施例中，所述含能金属有机框架材料和CHNO类高能炸药晶体的质量比为1：(0.2～5)。

在一些实施例中，所述回流温度为60℃～80℃。

在一些实施例中，所述回流时间为10-30分钟。