[发明专利]一类化合物在作为含能材料方面的用途

说明书

本分案申请属于含能化合物领域。具体涉及一类钙钛矿型化合物ABX₃在作为含能材料方面的用途。作为本发明的一个发现，其结构特点结晶于立方高对称性空间群而赋予了这类化合物具有低感度的特点，克服了现有技术的炸药因感度过高而带来的不安全性；同时，其结构特点因富含含能基团且这些氧化性含能阴离子与还原性有机阳离子在空间中相间排列的特征而赋予了这类化合物在引爆时的优良的瞬间能量。由此形成的立体结构使得化合物在带来含能材料作用的同时，能克服一些已有含能材料的缺陷。

本申请为申请号201610665880.3、申请日2016-08-12、发明名称“一类化合物在作为含能材料方面的用途”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及含能材料领域。具体地说，涉及钙钛矿型化合物在作为含能材料方面的用途。

背景技术

含能化合物是一类具有高能量密度的爆炸物质。最早的含能材料是公元九世纪出现的中国黑火药，由硫磺、硝酸钾和木炭粉混合制成，效果差并且性能表现不稳定。到了近代，硝酸甘油最初作为一种医药产品被发现，随后的生产中人们发现它是一种烈性炸药。硝酸甘油的性能比黑火药先进的多，但是感度很高，生产和运输非常危险。阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔在不懈的生产和研究中发现硅藻土可以吸附硝酸甘油，虽然牺牲了一定的爆炸性能，但有效地提高了产品的安全性，由此将硝酸甘油顺利的推向了工业应用。步入现代社会以后，比硝酸甘油更高性能的炸药被不断发现并投入应用。著名的有三硝基甲苯(TNT)以及比TNT爆炸性能更强的有机含能材料黑索金(RDX)和奥托金(HMX)，这三者广泛存在于世界各国的武器弹药之中。近年性能更加优秀但昂贵复杂的有机炸药六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的工业化流程被我国科学家探索出来，推动了我国军事弹药更新的前景。近年来，一些带有含能基团的金属有机骨架化合物(如：Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,14031；Chem.Eur.J.2013,19,1706)颇受关注，这类化合物具有丰富的基团可调控性以及经由理论计算指出的高爆热性能，被视作下一代炸药开发的重要方向。

现代炸药的开发进展中，不同的炸药除了有各个方面的性能进步也同时不可避免的有各自的缺陷。例如：具有爆炸性的高氯酸钾曾经用作闪光弹助氧剂，但由于撞击感度高，易在运输途中爆炸而被最终弃用(参见《High Energy Materials:Propellants,Explosives and Pyrotechnics》第347页，Jai Prakash Agrawal编著，Wiley-VCH出版社，2010)。现有的有机含能材料以及尚处在基础研究阶段的金属有机骨架含能材料，虽然不乏爆炸性能优异者，但绝大多数存在合成工艺复杂，步骤多，价格较为昂贵，以及对撞击、摩擦等十分敏感等诸多缺点，因而难以得到实用。因此，如何设计并合成同时具有低成本、高能量密度、低敏感度(高安全性)等优点的钝感高能含能材料，是含能材料领域的一个经久不衰的追求。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一类新的含能材料。

本发明的目的之二在于提供一类具有良好安全性能的含能材料。

本发明的目的之三在于提供一类爆炸性能良好的含能材料。

本发明的目的之四在于提供一类能量密度高的含能材料。

在含能材料领域，本发明首次应用了钙钛矿型化合物作为含能材料，并突破性地发现其作为含能材料使用时具有尤其适用的性能。

所述的钙钛矿性化合物具有含能基团，例如，ClO₄^-含能基团。该类含能材料可以作为，但不限于作为炸药使用。例如，其还可以作为推进剂、火箭燃料或安全气囊的气体发生剂进行使用。