呋咱和氧化呋咱及其衍生物生成热和爆轰性能的量子化学研究

用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G*基组水平上,全优化计算了呋咱和氧化呋咱及其衍生物的几何构型,通过G3方法和设计等键反应计算出各物质的生成热(HOF),用Monte-Carlo方法,基于0.001 e·bohr3等电子密度面所包围的空间求得分子平均摩尔体积和理论密度,用Kamlet-Jacobs方程基于理论密度和生成热计算出各物质的爆热、爆速和爆压。结果表明:当呋咱环上配位氧原子成为氧化呋咱环后,与配位氧原子相邻的N-O键容易成为引发键,氧化呋咱环容易开环,而三唑环比氧化呋咱环更容易开环;9种化合物中呋咱并[3,4-e]-1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物(FTDO)的生成热最大,爆轰性能最好,其次是四嗪并氧化呋咱和三唑并氧化呋咱,其生成热和爆轰性能优于呋咱类衍生物,且优于苯环并呋咱和苯环并氧化呋咱。说明化合物的含氮量和含氧量越高,氧平衡值越接近零,其爆轰性能越好。     

三呋咱并氧(氮)杂环庚三烯的密度泛函理论研究

以4种新型三呋咱并氧(氮)杂环庚三烯分子为研究对象,采用密度泛函理论B3LYP/6-31G(d,p)方法优化了其结构,得到了最优几何构型,并在振动分析的基础上求得体系的振动频率和IR谱,通过键级和键离解能(BDE)计算考察了4种分子的稳定性,在密度和生成焓计算基础上利用Kamlet-Jacobs公式预估了其性能。结果表明:当呋咱环上的N原子被氧化形成N→O配位键,与该N原子相连的O—N键和C—N键键长增大,与该N原子相间的N—O键和C—C键键长减小,除了氧化呋咱环上N—O—N键角显著减小外,其余键角无明显变化,二面角的变化幅度非常小,整个分子近乎在同一平面上;4个化合物的热稳定性均较好,但当呋咱环被氧化成为氧化呋咱环后,化合物的热稳定性显著降低,其热稳定性顺序为TFZN-1TFZO-1TFZN-2≈TFZO-2;呋咱环被氧化后能够大幅度提高炸药的爆轰性能,预估爆速在7600~8100 m/s范围,且与实测值吻合较好。     

新型高能量密度化合物NAPTDO性能的理论研究

新设计一种高能量密度化合物3-硝基氧化偶氮基-4-硝氨基吡嗪并-4’,6’-二氧化-1’,2’,3’,4’-四嗪（简称NAPTDO）。采用B3LYP法,在6-31G**基组水平上对其结构进行了优化,计算了其性能,得其稳定的几何构型;在振动分析的基础上求得体系的振动频率、IR谱,采用Monte-Carlo法计算了密度,利用Polizer等推导的固相生成焓预估公式估算了生成焓,使用Kamlet-Jacobs公式和VLW方程预估了爆轰性能。结果表明:NAPTDO由四嗪环并吡嗪环构成,2个环几乎在同一个平面内,形成离域大π键,硝基氧化偶氮基与吡嗪环呈一定夹角,且硝基不稳定,易脱落;NAPTDO预估性能与HMX和CL-20相比较,其密度(2.002g·cm^-3)、爆速(9569 m·s^-1)和爆压（50.18 GPa）均高于HMX,略高（或基本相当）于CL-20。     

基于遗传算法的支持向量机预测含能材料密度的研究

基于遗传算法(genetic algorithm,GA)的变量筛选和支持向量机(support vector machine,SVM),提出了一种改进的定量结构-性质相关(quantitative structure detonation relationship,QSPR)建模方法——遗传-支持向量机(GA-SVM),并用其建立含能材料的定量结构-爆轰性能关系(QSDR)模型,此外还应用标准SVM方法建立了QSDR模型,并用这2种模型进行呋咱系含能化合物密度的预测,随机选取85%化合物作为训练集,用来建立模型,其余化合物作为测试集来测试模型的预测能力。预测结果的交互检验的相关系数平方分别为0.9887和0.9885,平均相对误差分别为1.16%和2.12%,表明了2种建模方法的有效性。通过对2种模型的预测能力进行比较,GA-SVM方法建立的QSDR模型能更好地预测呋咱系含能化合物的密度,更利于实际应用。     

苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物(BTDO)及其硝基衍生物爆轰性能的量子化学研究

用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G*的基础上,全优化计算了苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物及其硝基衍生物的几何构型,包括其与5-硝基取代物,7-硝基取代物和5.7-二硝基取代物,分别用(1),(2),(3),(4)表示。通过PM6方法计算出物质的生成热,并研究了热力学参数和温度的关系式。用Monto-Carlo方法,基于0.001 e.born-3等电子密度面包围的空间求得分子平均摩尔体积和理论密度,用Kamlet-Jacobs方程基于理论密度和生成热计算各物质的爆热,爆速和爆压。结果表明:苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物上的苯环发生硝基取代后,5位取代比7位取代的C-NO2更容易发生断键,5,7-二硝基苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物的生成热和爆轰性能最好,其值接近于环三亚甲基三硝胺(RDX)。4种物质的生成热的大小顺序是(4)(2)(1)(3),说明5位硝基取代后能有效地增大物质的生成热。爆轰性能的大小顺序是(4)(2)(3)(1),说明硝基基团能有效地增大物质的爆轰性能,且对苯并1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物来说,5位取代的效果要比7位取代好。     

薄膜锰铜计对100GPa动压的测量

为拓展锰铜传感器的高压测试上限,本文采用薄膜技术研制了一种新型的锰铜传感器。该传感器采用氧化铝封装,后置式结构,两步薄膜工艺制作。利用二级轻气炮进行了40-107GPa的冲击高压加载,试验波形呈现出-理想的平台,寿命为1μs0标定蓝线Px(GPa)=6.0371+29.819(△R/R0)+21.591(△R/R0)2-6.8267(△R/R0)2近似于一条直线,精度达±3％。     

MTBE蒸馏脱硫工艺模拟

为使中国汽油达到欧V汽油的含硫标准,研究蒸馏脱硫工艺的可行性有实际意义。以甲基叔丁基硫醚为关键含硫组分,使用Aspen Hysys v 7.0模拟其与MTBE分离过程。按MTBE单塔蒸馏、双塔能量集成蒸馏和与分馏塔能量集成3种方案脱除硫化物,进料硫化物含量100μg/g的条件下,塔顶MTBE含硫化合物1μg/g,3种方案吨产品蒸汽消耗分别为0.233t、0.13t和0.08t。MTBE中含硫化合物与MTBE容易分离,简单精馏可以实现深度脱硫。双塔能量集成方案比单塔直接分离方案节水50%,节约蒸汽45%。MTBE脱硫塔与MTBE分馏塔或催化蒸馏塔进行能量集成,不增加冷却水,蒸汽消耗每吨MTBE增加小于0.1t。辅助塔可以使硫化物浓缩到99%(m/m),MTBE含硫化物30μg/g,可以混兑低硫产品中或循环回分离系统,MTBE几乎无损失。     

NNF-212型核辐射密度计的现场安装

NNF-212型核辐射密度计,测量范围:12～65 g/cm~2(密度P×直径d);测量误差:±0.015 g/cm~3(管径>φ150 mm);±0.03 g/cm~3(管径φ70～150 mm)。由测量范围和测量误差可以看出,选择合适的被测管径,关系着仪表是否能够使用。假定被测物的密度为1～2g/cm~3,则符合测量范围的臂径为φ12～32.5cm。由于密度计可以连续测量液态、固体及液固混合物的密度,并且测量时不与被测对象接触,因此在化工系统、石油系统、冶金系统获得广泛的应用。各种不同的使用场合,被测管径亦不相同,这样就存在一个如何安装的问题。 1.若被测管径比密度计测量范围所要求的管径小,可以采用以下几种方法:(1)斜线安装法;(2)局部扩大     

吡嗪类硝基衍生物结构与爆轰性能的DFT研究

采用B3LYP/6-311++G**方法对26种硝基吡嗪类衍生物体系进行了全优化,几何优化结果表明所有优化后的化合物结构均无虚频,为势能面上的稳定结构;采用Monte-Carlo方法理论估算了26种化合物的密度,随着硝基数目的增加,密度增加;并设计等键等电子反应计算了其生成焓及其热力学性质,硝基数目逐渐增加时,Cp、S...     

氨基甲叉羧酸化合物和氨基甲叉膦酸化合物阻垢缓蚀剂的量子化学研究

运用密度泛函(DFT)理论,B3LYP/6-31G*水平,系统研究氨基甲叉羧酸化合物和氨基甲叉膦酸化合物的分子结构与阻垢缓蚀性能之间的构效关系.结果表明分子中对缓蚀阻垢性能影响较大的是羧基和膦酸基上的氧原子,其电荷对阻垢效果的贡献很大,相关系数达到0.989,其亲核Fukui指数对缓蚀效果有很大的影响,相关系数达到0.927,缓蚀性能与轨道能量关系一般,相关系数达到0.740,分子中氮原子的电荷和亲核Fukui指数对缓蚀阻垢性能都有影响,说明此类化合物缓蚀作用主要是功能基团上的氧原子提供电子给金属形成п键,阻垢作用主要是功能基团上的氧原子与方解石的钙原子形成离子键.     

SAW膜材料HFIP功能化PS-b-PMPS的合成与吸附研究

探讨了六氟代异丙醇(HFIP)功能化聚苯乙烯/聚甲基苯基硅氧烷嵌段共聚物(PS-b-PMPS)的合成与涂膜方法.采用无水解缩聚方法合成了环状聚甲基苯基硅氧烷,阴离子聚合制备了窄分子量分布(Mw/Mn=1.99)的PS-b-PMPS,与六氟丙酮反应得产物。用IR、GPC、乌氏粘度计等方法进行表征。用旋涂法涂膜,2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)进行检测,结果表明2,4-DNT浓度为750mg/m3时,聚合物在30s内能快速地脱附与吸附。且当硅氧烷所占的链段摩尔分率为45以上时聚合物的涂膜性能更好。     

圆筒谐振式密度传感器的计算及有限元分析

谐振式传感器是一种新型高精度的传感器.选用薄壁圆筒作为谐振子,设计了短管谐振式密度传感器.用有限元法建立了圆筒谐振子的模型,通过MATLAB软件编程,计算出合理的谐振子参数,对其频率密度特性进行了分析,并给出了振子的振型分布.仿真结果表明,传感器系数为K0=-181.59 kg/m3,K1=1.17×10-8 kg/m3·s,K2=4.93×10 8 kg/m3·s2.     

3-芳氧基-6-氯哒嗪化合物除草活性与结构关系的研究

应用半经验量子化学AM1法获得18种3-芳氧基-6-氯哒嗪化合物的优势构象,再用AM1法和分子图形学技术获得其电子结构参数和几何结构参数,然后采用多元线性回归分析(MLR)和人工神经网络误差反传算法(BP)将这些参数和化合物对油菜的抑制活性相关联.MLR和BP建模的复相关系数(R2)、去一法(LOO)交互检验复相关系数(R2cv)分别为0.840,0.743和0.889,0.733,表明所建市的QSAR模型的稳定性和预测能力良好.结果表明,苯环上应尽量避免大体积取代基的引入,在2号位引入的取代基可稍大些;在苯环2、4、6位引入供电子基团、3位引入吸电子基团可提高化合物的除草活性,所建模型可为哒嗪类除草剂的设计合成提供理论指导.     

改进的MC_GEP算法与嘌呤骨架类Hsp90抗癌活性的定量结构活性关系研究

以35种嘌呤骨架类热休克蛋白90(Hsp90)化合物为研究对象,以文献[3]的8个变量构成自变量集,提出1种改进的MC_GEP算法对该类化合物抗癌活性pEC50做定量结构活性关系研究.按文献[3]对所有35种嘌呤类化合物建模,本文GEP模型与文献[3]的回归模型计算结果决定系数R2分别为0.821 4和0.738 0.进一步用七均值聚类算法将此35种化合物划分为训练集和预测集,分别采用改进的MC_GEP算法、v-SVM和ε-SVM算法基于训练集建模,本文建立的GEP模型训练和预测结果R2分别为0.808 0和0.745 5,而v-SVM和ε-SVM模型对预测集的预测结果R2分别为0.204 6和0.410 3,均低于0.5.研究表明,本文提出的改进MC GEP算法函数发现能力较强,建立的QSAR模型预测性能好.     

基于K~+交换平面光波导气体传感器检测丙酮蒸气

利用旋转甩涂法K+交换玻璃光波导元件表面上固定甲基绿/聚乙烯醇敏感膜,成功地研制出一种丙酮光学传感器。实验结果表明:传感器对浓度在25~650mg/m3范围内的丙酮蒸气具有良好的线性响应,相关系数为0.991 15(n=5),检出限达到11mg/m3(S/N=3),响应时间小于3 s。该传感器具有较好的可逆性、重复性和成本低等特点。     

钾、钠、氯离子水化现象的分子动力学模拟

用Material Studio软件包中的COMP ASS力场提供的9/6 Lennard-Jones势能模型,分别模拟298 K,密度为1.0 g/cm~3的水溶液中K~+、Na~+、Cl~-水化现象的分子动力学和水分子配位的微观结构。发现阳离子周围的水分子以氧原子去靠近阳离子,而阴离子周围的水分子则以其中的一个氢原子去靠近阴离子,并获得了K~+、Na~+、Cl~-的径向分布函数和配位数曲线。计算得到的K~+、Na~+、Cl~-的水化数分别为2.53、3.64、3.66,它们的水化半径分别为0.272nm、0.299 nm、0.316 nm,自扩散系数分别为1.98×10~(-5)cm~2s~(-1)、1.04×10~(-5)cm~2s~(-1)、2.08×10~(-5)cm~2s~(-1)。结果表明,3种离子的水化能力顺序为:Cl~->Na~+>K~+,自扩散系数的计算值与实验值吻合较好。K~+、Na~+、Cl~-在海水中广泛存在,本文的研究结果可为海水资源的高效开发利用提供一定的理论基础。     

卫星通信高速数据传输纠错技术新进展

本文扼要介绍最近卫星通信高速数据传输中采用纠错编译码技术的新进展,说明120Mb/s TDMA/DSI系统中BCH(128,112)码,45Mb/s IDR R3/4 Viterbi译码,以及70Mb/s卷积码与Reed-Soloman码级联等三种典型纠错的生成多项式,并行编译码技术及性能。它们对于卫星通信传输高速数字图像信号是非常有用的。     

薄壁圆筒谐振式液体密度传感器的设计

在对圆筒谐振子的数学模型计算和有限元分析的基础上,设计了一种新型的谐振式液体密度传感器.该传感器由双端固定的圆筒谐振子、自动增益和相位调节的测量控制电路、C8051F020单片机的信号处理系统组成,具有对压力变化不敏感和智能温度补偿的功能.实验结果表明,20℃时传感器系数为K0=-129.5668 kg/m3,K1=-0.253 5×106(kg/m3)/s,K2=0.623 9×1010 (kg/m3)/s2,在700～900 kg/m3的测量范围内,综合测量精度为0.1%.     

催化分解发动机试验用高浓度过氧化氢热式质量流量计研制

在研究新型高浓度过氧化氢催化分解发动机和进行催化剂性能测试时,过氧化氢流量是计算催化剂床载荷,衡量过氧化氢分解效率的重要指标。在某新型发动机研究中,由于过氧化氢流量不足20g/s,再考虑到高浓度过氧化氢的特殊物化性质,因而无法找到合适的流量计进行流量测量。通过分析各类常用流量计性能特点,最终研制了一种基于热分布型质量流量测量原理的小流量高浓度过氧化氢流量计。它满足小流量测量、与过氧化氢直接接触的材料二级以上相容、流量计内部无阻流部件的要求,测量精度优于3%F.S。     

基于模糊控制的重介质悬浮液密度控制方法

针对现有重介质悬浮液密度模糊控制方法存在控制精度不高、通用性不强的问题,提出了一种基于模糊控制的重介质悬浮液密度控制方法。该方法以悬浮液密度偏差、悬浮液密度偏差变化率、合格介质桶液位作为密度模糊控制器的输入变量,以合格介质桶液位偏差、合格介质桶液位偏差变化率作为液位模糊控制器的输入变量,利用密度模糊控制器和液位模糊控制器有效控制补水阀和分流箱,从而实现重介质悬浮液密度精确、稳定控制。应用结果表明,该方法响应速度快,可使悬浮液密度波动范围稳定在±0.007g/cm~3。