《量子炸藥化學及其拓展》是科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：量子炸藥化學及其拓展
- 作者：肖鶴鳴
- 出版時間：2021年3月1日
- 出版社：科學出版社
- 頁數：715 頁
- ISBN：9787030670991
- 開本：16 開(大)
- 裝幀：圓脊精裝
出版信息,內容簡介,目錄,
出版信息
- 外文書名：
- 字數：1400000語種：zh-Hans
內容簡介
本書是一部跨度40餘年作者30多位的歷史性群體性學術專著。全書分三篇，共26章。第一篇共8章，多為2004年之前用量子化學(QC)方法，研究炸藥合成機理、水解機理、熱解機理和撞擊感度判別，生成熱計算，振動光譜解析，含能金屬配合物和發射藥的結構-性能關係，以及高能體系中的分子間作用，還有力學性能的分子動力學(MD)模擬。第二篇共11章，基本上是2004年至今的研究工作總結。第9章至第13章，概述高能量密度化合物(HEDC)的結構、性能、設計和套用，包括HEDC能量和穩定性結合的QC定量標準，有機籠狀類、氮雜環類、高氮類和芳香族類的HEDC分子設計；第14章至第17章，概述高能量密度材料(HEDM)的結構、性能、設計和套用，含高能複合體系四大性能(相容性、安全性、力學性能和爆燃性)表征、HEDM、固體推進劑、推進劑/襯層配方設計，以及共晶炸藥的實驗和理論研究。第18章是極端條件下典型炸藥分解機理從頭算MD研究。第19章是國際領先水平成果報獎和思考。第三篇共7章，用QC、MM、MD和QSAR等理論方法，計算研究小分子激發態、功能染料、黏土和沸石、疊氮類分子簇化合物的結構和性能，以及鹵素與鹵素、鹵化氫反應機理及套用，硝基芳烴的毒性和致毒機理，均為彼此獨立且包括國內外合作的民用成果。
目錄
代序一 唐敖慶為《硝基化合物的分子軌道理論》專著作序
代序二 陳凱先推薦“高能量密度材料設計方法與套用”成果申報國防科技進步特等獎
代序三 肖鶴鳴應邀為《含能材料》期刊“觀點”欄目撰稿
前言
第一篇 高能化合物的合成、結構和性能
1 硝胺和硝基炸藥的合成 3
1.1 Mannich反應機理 3
1.1.1 Ge和Ae值靜態判據 3
1.1.2 亞胺鹽與呋喃的動態反應機理 16
1.2 硝化反應機理 22
1.2.1 甲苯三段硝化前線軌道理論 22
1.2.2 芳烴親電取代氣相和液相動態研究 28
2 水解反應機理 44
2.1 硝酸酯水解反應機理 44
2.1.1 硝酸酯MM力場參數的確定和套用 44
2.1.2 硝酸甲酯水解和溶劑效應的QM+MM研究 52
2.1.3 硝酸甲酯與不同親核試劑的SN2反應 59
2.2 硝胺水解反應機理 64
2.2.1 環脲硝胺HEDC的水解安定性 64
2.2.2 伯硝胺酸催化分解動力學 70
3 熱解機理和撞擊感度 77
3.1 熱解反應機理 77
3.1.1 苯酚硝基衍生物 77
3.1.2 四唑衍生物及其金屬鹽 87
3.2 撞擊感度理論判據 94
3.2.1 最小鍵級原理和最易躍遷原理 94
3.2.2 熱解引發反應活化能判據 110
3.2.3 第一性原理帶隙判據 125
3.2.4 撞擊感度QC判據綜述 134
3.2.5 從爆轟性能求靜電感度 144
4 熱力學性質和光譜波譜解析 153
4.1 生成熱理論計算 153
4.1.1 四唑衍生物的生成熱 153
4.1.2 多硝基立方烷的生成熱 160
4.2 振動光譜解析：甲硝胺的諧振光譜 167
5 含能金屬配合物/炸藥的實驗-理論 177
5.1 NTO鎘配合物的合成、晶體結構和QC 177
5.2 TNPDU的非等溫熱解動力學和QC 188
6力學性能MD模擬 198
6.1 TATB/氟聚物PBX 198
6.2 HMX及其為基PBX 206
7 發射藥的結構和性能 214
7.1 纖維素和硝化纖維素的QC計算 214
7.2 單基藥和雙基藥的MD模擬 221
8 高能體系中的分子間作用 229
8.1 氣相和晶體中分子間作用 229
8.1.1 含—CNO2和—NH2體系 229
8.1.2 TATB及其吸附水體系 235
8.1.3 FOX-7和NTO 249
8.1.41 H-ANTA 269
8.2 複合體中分子間作用：PBX的QC研究 277
8.3 分子間作用精確分割 284
8.3.1 漸近修正SAPT(DFT)新方法 284
8.3.2 環丙氮烷多聚體的分子間作用和氫鍵研究 299
第二篇 高能量密度材料設計方法與套用
9 HEDC能量和穩定性結合的QC標準 313
9.1 晶體密度的QC預測方法 313
9.1.1 八硝基立方烷的結構與性能 313
9.1.2 硝胺類化合物晶體密度的QC預測 325
9.2 爆速、爆壓和比沖的QC計算方法 335
9.2.1 多硝基金剛烷的結構-性能關係 335
9.2.2 從DPO衍生物中尋求固體推進劑用HEDC 343
10 有機籠狀類HEDC分子設計晶體結構-性能關係 354
10.1 多硝基六氮雜金剛烷的分子設計 354
10.2 CL-20四種晶體和靜壓力對ε-CL-20晶體的影響 360
10.3 雙高五稜柱烷多取代衍生物 369
10.3.1 PNBPPs的分子設計 369
10.3.2 多取代基BPPs的分子設計 378
11 氮雜環類HEDC分子設計晶體結構-性能關係 387
11.1 螺環硝胺類的結構-性能研究 387
11.2 雙環-HMX晶體結構和性能 399
12 高氮類HEDC分子設計 412
12.11,2,4,5-四嗪類HEDC的分子設計 412
12.2 鈍感高能炸藥設計的新理念 422
13 芳香族等類HEDC分子設計 433
13.1 甲苯類硝基衍生物的結構和性能 433
13.2 HNS多取代基衍生物的結構和性能 442
13.3 HNAB多取代基衍生物的結構和性能 452
14 高能複合體系四大性能理論研究 463
14.1 物理相容性理論判據 463
14.2 安全性理論判據 471
14.2.1 不同配比和溫度的AP/HMX混合物 471
14.2.2 以改進新力場模擬AP/HMX混合物 477
14.2.3 RDX基PBX模型、結構、性能與感度的關係 485
14.3 力學性能MD預測 494
14.3.1 PBX初始模型力學性能與溫度和濃度的關係 494
14.3.2ε-CL-20晶體及以其為基的PBX的力學性能 500
14.3.3 TNAD基PBX的力學性能 506
14.4 爆燃性理論計算 515
14.4.1 HMX基四組分體系的結構與性能 515
14.4.2 雙環-HMX基PBX的爆炸性 524
14.4.3 脂肪族硝酸酯爆燃性預測 533
15 HEDM配方設計：ε-CL-20基PBX 544
16 高能固體推進劑和推進劑/襯層的配方設計 553
16.1 高能固體推進劑性能和配方設計專家系統 553
16.2 高能固體推進劑/襯層的配方設計 554
17 高能安全共晶炸藥的實驗和理論：ε-CL-20/HMX共晶 562
18 極端條件下炸藥分解機理AIMD模擬 571
18.1 衝擊載入下三類炸藥的引發分解機理 571
18.2 高溫下 3,6-二疊氮基-1,2,4,5-四嗪晶體的分解機理 578
18.3 高溫耦合高壓下HMX晶體的分解機理 588
19 國際領先水平成果報獎和思考 598
19.1 項目和原創點簡介 598
19.2 鑑定、推薦和提名 599
19.3 評獎和思考存疑 603
第三篇 量子炸藥化學拓展補遺
20 小分子激發態高精度計算 607
21 黏土和有機共軛體系的MM研究 620
22 乙烯分子在沸石中傳輸行為的MD模擬 629
23 系列功能染料結構-性能QC研究 641
24 鹵素與鹵素、鹵素與鹵化氫反應機理及套用 648
24.1 F2+Cl2→2ClF反應機理 648
24.2 Cl2+2HBr=2HCl+Br2反應機理及其套用 649
24.3 其他鹵素與鹵素、鹵素與鹵化氫的反應機理 649
25 疊氮類分子簇化合物結構-性能關係 666
26 硝基芳烴結構-毒性關係和致毒機理 675
26.1 硝基芳烴對圓腹雅羅魚毒性的DFT研究 675
26.2 硝基芳烴對斜生柵藻毒性的QSAR研究 675
結語 690
附錄 肖鶴鳴主要業績
附錄1 教學和科研任務 693
附錄2 期刊學術論文目錄 695
附錄3 教材和專著目錄 716
附錄4 教研成果獎 717
附錄5 榮譽稱號和社會兼職 718
