低温下含多硝基烷基的四种炸药材料的能量迁移率与撞击感度

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,取6-31G(d)基组,对含多硝基烷基的四类炸药分子的结构、能量和红外振动频率进行了分析计算和理论归属.以分子晶体含能材料多声子迁移理论为基础分析了各个分子的门模式振动频率,计算了含多硝基烷基的硝铵炸药、脂类炸药、苯酸盐炸药和芳香族炸药材料共19个分子与硝基相关的门模式振动的能量迁移率,发现材料分子在与C-NO2有关的门模式振动频率上的能量迁移率与材料的撞击感度实验值没有统一的相关关系,只有在分子的化学结构相似或相同的同一类别内部,材料分子与CNO2有关的门模式振动的能量迁移率与材料的撞击感度实验值才有较好的关联关系.因此可以认为:低温下理论地计算材料的能量迁移率预测其撞击感度的方法只适用于分子结构化学类别相同的材料.     

多硝基芳香族化合物的静电火花感度与分子的电子性质的关系

主要研究多硝基芳香族化合物的静电火花感度与分子的电子性质的关系。应用密度泛函理论,在B3LYP/6-311G(d,p)水平下对分子进行几何结构的全优化和频率计算,建立了静电火花感度与最低空轨道能级、硝基所带的电荷、芳香环的个数以及芳香环上某些取代基的个数之间的关系式。试验组的17种化合物和测试组的11种化合物,通过该关系式计算得到的静电火花感度值与试验值十分合理的接近。因此,该方法可用来预测多硝基芳香族化合物的静电火花感度。     

杂环芳胺结构与致癌性和致突性的密度泛函研究

根据杂环芳胺(HCAs)在生物体内的代谢特征,用DFT-B3LYP方法分别进行了19种杂环芳胺类致癌/致突化合物在气相和水溶剂下的量子化学计算,获得了其结构与致癌性和致突性的相关关系.结果表明:9种HCAs的致癌性与分子的前线轨道能量之差△Egap,neutral、最高占有轨道能量EHOMO及与氨基相连的稠环数n有较好的线性关系,相关系数r为0.969,F检验因子为25.47(大于其F**0.1临界值).对19种致突性HCAs在水溶剂化条件下的计算表明:分子偶极矩μ和Ar-NH+离子前线轨道能级差△Egap,ion及其平方与致突性密切相关,r为0.912,F为17.3(大于其F**0.01临界值).     

分子中alphaCH键对硝基芳香族炸药材料的能量迁移率的影响

利用密度泛函理论,在B3LYP∥6-31G(d)计算水平上对含alphaCH键的三硝基苯类炸药分子的电子结构和红外振动进行了理论计算,对相关的红外振动模式进行了理论归属.并计算了材料分子在alphaCH键邻位和对位处与硝基相关的门模式的能量迁移率,发现材料分子在alphaCH键邻位处与硝基相关的门模式的能量迁移率数值低于其在对位的数值.将计算结果与撞击感度实验值进行对比,发现当alphaCH键处取代基的结构相似时,分子在alphaCH键邻位的能量迁移率与撞击感度有较好的线性相关关系.将材料的能量迁移率的计算结果与用相同方法计算的分子的键离解能进行比较,发现alphaCH键邻位的能量迁移率与其C-NO2键离解能的数值都比对位的要小,且只有alphaCH键处取代基结构相似的分子的键离解能分别与撞击感度、与材料的能量迁移率有线性相关关系.可以认为:1三硝基苯环上的alphaCH键取代基对邻位NO2活性影响较大;2用低温下材料的能量迁移率或者最弱键离解能来理论预测含能材料的撞击感度都要受到材料分子在化学上的结构类别的影响.     

关于含能材料硝胺撞击感度的研究

作者在利用Gaussian 98DFTB3P86/6-31G**水平研究了36种炸药分子的撞击感度与其分子结构关系并取得较好结果的基础上,又对33种硝胺炸药分子,仍采用人工神经网络方法进一步研究了撞击感度与分子结构特征量的关联关系.结果表明,所实验的硝胺其含特征量△E(原子化能)的输入方案预测结果最理想,即△E与撞击感度的关联度最强,说明△E可作为预测其撞击感度的标志性指标.     

激光金等离子体中Au50+的光谱跃迁和能级寿命的相对论多组态计算

根据扩展的相对论多组态Dirac-Fock理论，采用“多功能相对论原子结构程序（GRASP2）”，计算了类铜金Au^50 的能级寿命和能级宽度及光谱跃迁波长、跃迁几年和振子强度，分析了轨道极化对能级的影响，指出了Au^50 离子内部的确存在轨道极化现象。计算所得波长值与实验值符合较好，能级寿命与能级宽度的大小关系符合海森堡的能量与时间测不准原理。     

硝基芳香族炸药的分子结构和撞击感度关系研究

计算并分析了18个三硝基芳香族炸药分子的原子化能以及原子化能与分子的电子结构能的比值与撞击感度的关联关系,进一步确证二级炸药分子结构性质与其撞击感度之间的相关性.结果发现分子的原子化能与撞击感度之间没有关联关系,而其原子化能与分子结构能的比值与撞击感度之间存在非常明显的线性相关性,而且分子结构的化学分类以及结构的对称性对这种关联关系有显著影响.同时进一步把研究结果与相关的文献进行分析比较,发现原子化能与分子结构能的比值与撞击感度之间存在线性相关性,这种相关性与大量文献报道的炸药分子最弱键的键离解能与撞击感度的相关性在理论意义上是可以相提并论的,前者对于问题的分析更显具体和细致.     

单壁碳纳米管的分子轨道模拟研究

根据简单Hückel分子轨道理论[1],利用群论约化理论[2]以及差分方程方法[3],对(3,0)单壁碳纳米管分子,以及对其加上5种不同的端基的碳纳米管分子的轨道能级进行了计算,并计算了其平均单电子能量与前线轨道能隙[4],对其稳定性进行了分析.通过对(3,0)单壁碳纳米管模型分子的轨道能级计算与稳定性分析,期望能够为其实验应用提供一定的参考.     

基于最大熵原理的炸药能量和感度评价及应用

 为对炸药的能量和感度进行准确把握,以最大熵作为评价标准建立了炸药能量和感度的评价方法。结果显示,不敏感单质炸药性能均衡性优于高能炸药,由此推断出炸药能量和安全性之间存在相互转化关系。将此评价方法应用于混合炸药配方设计可获得能量和感度更加均衡的配方,结果显示,以NQ作为RDX、HMX的钝感剂可使能量和感度的均衡性获得明显改善。最后以RDX/NQ/TNT-25.5/34.5/40配方制备试样进行爆速和枪击感度测试,实验结果显示试样相对国内现有梯黑炸药能量仅略微降低,但安全性能明显改善,证明本配方设计方法的可行性。     

抑制无梯煤矿许用炸药爆燃倾向的尝试——无梯粉状硝铵炸药系列研究之三

本文通过对许用炸药的燃烧倾向及引燃机理的分析,在提高炸药轰感度的基础上,采取在炸药组份中加抑制燃烧的添加剂的途径,使无梯2号煤矿许用粉状硝铵炸药的抗爆燃能力可与相同安全等级的铵梯许用炸药相媲美。