高温下含缺陷CL-20初始化学反应的分子动力学模拟

为研究晶体缺陷对六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)初始化学反应影响规律,采用分子动力学方法和ReaxFF-lg反应性力场,对1500～3500 K高温下含空位缺陷CL-20的初始反应路径、热分解产物和反应动力学进行了研究.结果表明,1500～3500 K时,含空位缺陷CL-20的初始分解路径与完美晶体基本相同,首先N—NO2键断裂生成NO2.空位缺陷增大了CL-20开环反应频次、增加了NO2的生成量.比较完美晶体CL-20可见,空位缺陷可降低CL-20活化能,加速CL-20的热分解进程.2000 K和3000 K时含16.7％空位CL-20反应速率常数分别是完美CL-20的1.7倍和1.4倍.空位缺陷其周围的CL-20分子更容易发生热分解反应,导致CL-20的感度提高.     

Ti-HMS光催化还原含铬废水的研究

以十二胺为模板荆合成了含钛六方介孔二氧化硅分子筛(Ti-HMS),并用XRD、ESEM、FT-IR和UV-Vis对其结构进行了表征.以重铬酸钾水溶液为模拟废水、紫外灯为光源.研究了Cr(Ⅵ)在Ti-HMS悬浆体系中的光催化还原.实验发现,溶液pH值越小,催化效果越好;催化剂投加量的最佳值为5.5g/L.过多的催化荆会影响光的利用率;有机物对反应有促进作用;Cu2+、Zn2+、Ni2+对反应有抑制作用,Fe2+和CN对反应有促进作用.     

LLM-105晶体形貌分子动力学模拟

为了研究在真空和溶剂二甲基亚砜(DMSO)条件下,1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(LLM-105)的晶体生长形貌,采用分子动力学模拟方法构建了LLM-105在DMSO溶剂中"双层结构"模型,采用平衡形态法和晶体生长法预测了真空中LLM-105的晶体形貌,通过修正附着能分析了DMSO环境下LLM-105的主要控制晶面及其生长速率;通过径向分布函数和晶面结构分析不同晶面与DMSO之间的相互作用;分析了LLM-105粒子的成核能垒。结果表明,LLM-105晶体的4个主要生长晶面为(0 1 1)、(0 2 0)、(1 1 0)和(1 0-1),其中(0 2 0)、(0 1 1)晶面为控制晶面;加入溶剂DMSO后,修正附着能分析得出溶剂中4个晶面附着能远小于真空条件下,说明选择合适的极性溶剂有助于抑制爆发式成核,控制LLM-105的晶体形貌,其中(0 1 1)晶面线性生长速率最小;径向分布函数和晶面结构分析表明,DMSO中H原子与LLM-105(0 1 1)晶面中N原子之间具有较强的氢键和范德华力相互作用;扩散系数分析表明,修正附着能随溶剂扩散系数的增大而减小,溶剂DMSO在(0 1 1)晶面上扩散系数最大,导致该晶面成核能垒高,不容易聚集成核。     

酸的种类及浓度对SBA-15有序介孔分子筛结构与形貌的影响

采用水热法,以三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯为模板剂,正硅酸乙酯为无机硅源,分别在不同浓度的H2SO4及HCI介质中合成了有序介孔分子筛SBA-15.通过X射线衍射、Fourier红外光谱、扫描电镜、透射电镜、N2吸附-脱附等手段对产物的形貌和结构进行表征.结果表明:酸的浓度影响产物的形貌和结构,H2SO4的摩尔浓度由0.1 mol/L增至2.3 mol/L,SBA-15的结构长程有序度和比表面积值先增大后减小,孔径则先减小后增大;H2SO4的摩尔浓度由0.2 mol/L增至2.3mol/L时,团聚物颗粒单元长度由3 μm降至0.5μm.在H2SO4介质中,更有利于SBA-15有序结构的保持.     

HNS-Ⅳ炸药一维冲击起爆判据的研究

为了探究p-τ判据、James判据和Π-τ判据对六硝基茋(HNS-Ⅳ)炸药一维冲击起爆判据的适用性,以及利用飞片冲击起爆模型研究HNS-Ⅳ一维冲击起爆的可行性,结合已报道实验数据对三种判据进行了拟合,得到了最佳判据方程。通过AUTODYN软件模拟了不同厚度聚酰亚胺飞片对HNS-Ⅳ速度阈值的影响,基于模拟结果进行判据曲线的拟合,探究了利用飞片冲击起爆模型研究HNS-Ⅳ一维冲击起爆的可行性。模拟结果表明,速度阈值的模拟结果与实验结果存在偏差,这是由飞片驱动过程中形态和厚度变化所引起。拟合结果中p-τ判据、James判据和Π-τ判据的R2分别为0.9813,0.8715和0.9940,其中Π-τ判据拟合效果最佳,模拟结果与文献结果一致。根据Π-τ判据,文献数据和模拟数据得到的最佳判据方程分别为Π=0.156+0.013/τ和Π=0.175+0.012/τ,二者曲线基本重合,说明通过数值模拟研究HNS-Ⅳ一维冲击起爆是可行的。     

铜原位改性HMS材料的表征及抗菌性能

采用溶胶凝胶法，原位合成了铜改性的六方介孔硅 (Cu-HMS)无机抗菌材料. XRD、TG-DTA、ESR、UV-Vis、FT-IR、ESEM、EDS及N₂吸附脱附等对材料结构与性能进行了表征；以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌及芽孢杆菌作供试菌种，考察了材料的抗菌性能. 结果表明，材料粒子呈规则的叶片状，比表面积为553m²/g，平均孔径约3.6nm，铜以离子形式存在于材料的骨架结构中，材料具有良好的介孔结构和热稳定性，有优良的紫外-可见光吸收性能；在抗菌实验中，材料的抗菌效能较好，抗菌性能稳定持久. 材料用量20mg/L，12h即表现出明显的抑菌作用；用量为200mg/L时，24h后可彻底杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及枯草杆菌.     

爆炸箔起爆器发火阈值影响因素的数值模拟

为了研究由桥箔、飞片和加速膛所组成的换能组件对爆炸箔起爆器(EFI)发火性能的影响,达到降低发火阈值的目的,利用ANSYS/AUTODYN软件,模拟了桥箔驱动飞片起爆六硝基茋(HNS-Ⅳ)的过程。研究了桥箔厚度对飞片速度的影响,探究了桥区宽度、飞片材料(有机玻璃、陶瓷和聚酰亚胺)、飞片厚度和加速膛长度对EFI发火阈值的影响。结果表明,减小桥区宽度有利于降低爆炸箔起爆器的发火阈值。在输入电压相同的条件下,2μm厚度的桥箔驱动飞片速度最大;爆炸箔起爆器发火电压随着飞片厚度的增加先降低后增大,当厚度为10μm时发火电压最低;相比于0.225 mm、0.250 mm和0.275 mm加速膛,用0.125 mm加速膛时发火电压最低,说明减小加速膛长度有利于降低爆炸箔起爆器的发火阈值;在加速膛孔径确定的情况下,"无限型"加速膛发火电压低于"有限型"加速膛。聚酰亚胺力学性能好、发火电压低、撞击动能小,优于其它两种材料(有机玻璃和陶瓷)。     

氧差对红外照明剂火焰辐射的影响

采用瞬变光源分光测试系统及红外测温仪测试了不同氧差下燃烧热固定的红外照明剂配方。发现在负氧情况下,随着氧差绝对值的减小,药剂燃烧的辐射温度升高,近红外(0.7~1.0μm)及可见光(0.4~0.7μm)辐射强度增大,其中近红外辐射强度增幅较大。结果说明,燃烧热固定的红外照明剂在接近零氧平衡下辐射效果较好。     

CL-20热膨胀和相变的ReaxFF-lg分子动力学模拟

为研究六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)的高温热膨胀及相变规律,采用分子动力学方法和价角势能截距修正的ReaxFF-lg反应力场,考察了ε-、β-和γ-CL-20的相变温度和热膨胀系数。为验证力场适用性,计算了常温下三种晶型CL-20的密度、晶胞参数、晶格能和升华焓。采用三阶Birch–Murnaghan状态方程拟合了0~280 GPa压力范围内ε-CL-20的p-V曲线,得到体积模量及随拟合压力升高的变化规律。高温相变分析表明,ε-和γ?CL-20在398~423 K产生相变,其中ε→γ相变在常压下发生,而γ→ε相变需加压0.5 GPa以上;β-CL-20在448 K下转变为ε晶型。热膨胀系数分析表明,ε-CL-20高温热膨胀过程无明显各向异性,而β-和γ-CL-20分别在c方向和b方向表现出各向异性。研究结果表明,修正的ReaxFF-lg反应力场适用于ε-、β-和γ-CL-20的高温高压相变研究,对于β-和γ-CL-20的热膨胀研究精度有待进一步提高。     

白炭黑部分替代钛白粉对苯丙乳胶涂料耐沾污性能的影响

白炭黑具有高表面自由能和高分散性,可以部分取代昂贵的钛白粉而改善涂料的耐沾污性等性能,目前此类研究不多.将气相法和沉淀法白炭黑以及经硅烷偶联剂KH-560改性后的白炭黑部分替代钛白粉添加到苯丙乳胶涂料中,系统研究了其替代分数从0～ 80％变化时对涂板耐沾污性等性能的影响.结果表明:添加适量的白炭黑(无论气相法或沉淀法,改性或未改性),涂料的耐沾污性和耐洗刷性明显改善;未改性白炭黑替代钛白粉可使涂料的耐水性、耐碱性提高;改性白炭黑替代钛白粉添加到苯丙乳胶涂料中,其反射率下降率从10.6％最大下降到0.7％,耐沾污性增强,但耐水性和耐碱性无明显提高.