定 價(jià):58 元
叢書(shū)名:中國(guó)工程物理研究院科技叢書(shū)
- 作者:舒遠(yuǎn)杰 著
- 出版時(shí)間:2010/6/1
- ISBN:9787118067460
- 出 版 社:國(guó)防工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TQ564.4
- 頁(yè)碼:220
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開(kāi)本:16開(kāi)
《高能硝胺炸藥的熱分解》是論述高能硝胺炸藥在氣相、熔融態(tài)、溶液和固相中熱分解行為及機(jī)理的專著,介紹了新的研究方法和手段,首次較系統(tǒng)地闡述了高能硝胺炸藥在溶液中的熱分解行為,并介紹了量子化學(xué)計(jì)算在熱分解研究中的應(yīng)用,反映了該領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)和理論研究成果及最新進(jìn)展。
全書(shū)共分8章。第1章概述硝胺類高能炸藥熱分解研究意義和作用。第2章介紹了目前炸藥熱分解研究的新技術(shù)和新手段。第3章一第7章分別介紹了高能硝胺炸藥RDX、H_MX、CL-20、TNAZ以及模型化合物DMN在氣相、熔融態(tài)、溶液和固相中的熱分解行為/機(jī)理的實(shí)驗(yàn)和理論研究結(jié)果。第8章討論了炸藥結(jié)構(gòu)與主要性能的關(guān)系,是炸藥熱分解研究的重要內(nèi)容。
《高能硝胺炸藥的熱分解》突出了量子化學(xué)、量子力學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)等在炸藥熱分解研究中的應(yīng)用,顯而易見(jiàn),它們是高能炸藥研究中重要的理論工具。
《高能硝胺炸藥的熱分解》可供從事火炸藥合成、配方設(shè)計(jì)、熱性能研究及相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和工程技術(shù)人員參考,也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的教材,適合大學(xué)生、研究生和教師閱讀。
高能硝胺炸藥在火炸藥領(lǐng)域占據(jù)重要地位,而熱分解研究對(duì)于高能炸藥配方設(shè)計(jì)、性能評(píng)估研究等具有重要意義!陡吣芟醢氛ㄋ幍臒岱纸狻肪褪沁@兩方面的很好結(jié)合。本書(shū)涉及的炸藥包括目前廣泛使用的硝胺類高能炸藥黑索金(RDX)、奧克托金(HMX)、新炸藥2,4,8,10,12-六硝基六氮雜異伍茲烷(HNIW.CL-20)、1,3,3-三硝基氮雜環(huán)丁烷
),6(HNIW CL 20(TNAZ以及模型化合物二甲基硝胺(DMN),涉及的內(nèi)容包括在氣相、熔融態(tài)、溶液及固相中的熱分解行為和機(jī)理的實(shí)驗(yàn)與理論研究;高能炸藥的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系探討;量子化學(xué)理論在上述研究中的運(yùn)用等。全書(shū)有兩條主線:第一條以高能硝胺炸藥及其模型化合物二甲基硝胺熱分解機(jī)理研究為主線,介紹了高能炸藥在不同狀態(tài)下熱分解規(guī)律及分解機(jī)理,研究方法與手段的最新發(fā)展動(dòng)態(tài),將炸藥工程應(yīng)用(配方設(shè)計(jì)、性能評(píng)估、庫(kù)存老化研究、分析表征手段等)以及應(yīng)用基礎(chǔ)研究(炸藥結(jié)構(gòu)與性能、含能材料設(shè)計(jì)、延壽機(jī)理與途徑等)很好地結(jié)合起來(lái);第二條是全書(shū)在研究手段與方法、炸藥機(jī)理、結(jié)構(gòu)與性能研究方面都凸顯了理論與實(shí)驗(yàn)研究、宏觀與微觀的結(jié)合。本書(shū)的顯著特點(diǎn)是總結(jié)了關(guān)于高能硝胺炸藥熱分析、熱分解的國(guó)內(nèi)外最新研究成果和發(fā)展動(dòng)態(tài),尤其反映了作者在高能硝胺炸藥在溶液中熱分解研究方面取得的成果:首次系統(tǒng)闡述了硝胺類高能炸藥在幾十溶劑中的熱分解行為,第一次公開(kāi)報(bào)道了高能硝胺炸藥在如此多溶劑中的熱分解常數(shù),證實(shí)了俄羅斯科學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者H.H.CeueHoB提出的炸藥鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的假設(shè);本書(shū)也反映了中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所在高能炸藥結(jié)構(gòu)一性能、熱分解機(jī)理方面取得的理論研究成果。
國(guó)內(nèi)外還未見(jiàn)有高能硝胺炸藥熱分解專著出版。我院楚士晉研究員于1994年編寫(xiě)的《炸藥熱分析》一書(shū)主要介紹常用的熱分析儀器和方法,蘇聯(lián)于20世紀(jì)60年代出版過(guò)《炸藥熱分解》、俄羅斯于20世紀(jì)90年代初出版過(guò)《火炸藥的熱分解和燃燒》,對(duì)硝胺類高能炸藥涉及不多,只以章節(jié)形式進(jìn)行了較簡(jiǎn)單介紹,更沒(méi)有涉及一些新炸藥的熱分解研究。本書(shū)針對(duì)高能硝胺炸藥(增加了新炸藥CL-20、TNAZ)突出其在氣相、溶液、熔融態(tài)的熱分解行為和機(jī)理研究,介紹了新的研究手段和方法,首次大量、系統(tǒng)地闡述了高能硝胺炸藥在溶液中的熱分解行為,并介紹了量子化學(xué)、量子力學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)等在熱分解研究中的應(yīng)用。
全書(shū)體現(xiàn)了專業(yè)的前沿和最新進(jìn)展,有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、邏輯性、完整性和實(shí)用性,它的出版和公開(kāi)發(fā)行,定會(huì)對(duì)從事火炸藥合成、配方設(shè)計(jì)、熱性能研究及相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和工程技術(shù)人員有重要的參考價(jià)值。
舒遠(yuǎn)杰,中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所研究員,獲俄羅斯科學(xué)院化學(xué)物理問(wèn)題研究所博士學(xué)位,博士生導(dǎo)師。
從事含能材料實(shí)驗(yàn)和理論研究工作。獲國(guó)防和軍隊(duì)級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)多項(xiàng);已發(fā)表SCI、EI收錄論文80余篇。榮獲“鄧稼先科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”、俄羅斯科學(xué)院化物所“巴杜林青年學(xué)者獎(jiǎng)”等!逗懿牧稀犯敝骶,《Central European. Journal of Energetic Materials》、《火炸藥學(xué)報(bào)》編委。
第1章 概述
1.1 高能硝胺炸藥熱分解研究的必要性
1.2 炸藥熱分解研究中幾個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題
1.3 高能炸藥熱分解的一般規(guī)律
1.3.1 氣相反應(yīng)
1.3.2 液相反應(yīng)
1.3.3 固相反應(yīng)
參考文獻(xiàn)
第2章 熱分解研究的技術(shù)與方法
2.1 熱分解研究的實(shí)驗(yàn)方法
2.1.1 量氣法
2.1.2 熱重法
2.1.3 量熱法
2.1.4 氣體產(chǎn)物分析法
2.1.5 改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方法和其他技術(shù)
2.2 研究炸藥熱分解的理論方法
2.2.1 量子化學(xué)方法
2.2.2 從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬
2.2.3 過(guò)渡態(tài)理論及其變種
參考文獻(xiàn)
第3章 DMN的熱分解
3.1 硝胺類炸藥熱分解研究的模型化合物
3.2 DMN在氣相中的熱分解研究
3.2.1 實(shí)驗(yàn)研究
3.2.2 計(jì)算方法研究
3.2.3 DMN熱分解初始步機(jī)理的理論研究
3.2.4 NO,與DMN反應(yīng)研究
3.3 DMN在溶液中熱分解研究
參考文獻(xiàn)
第4章 RDX的熱分解
4.1 二級(jí)硝胺結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性以及動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)
4.2 氣相及熔融態(tài)RDX的熱分解
4.3 RDX在溶液中分解
4.3.1 RDX在溶液中分解的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究方法
4.3.2 RDX在溶液中分解動(dòng)力學(xué)
4.3.3 溶劑的動(dòng)力學(xué)同位素效應(yīng)
4.3.4 鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中抑制劑的影響
4.3.5 分解產(chǎn)物
4.3.6 RDX在惰性溶劑中熱分解機(jī)理
4.3.7 籠型效應(yīng)
4.3.8 RDX在活性溶劑中分解機(jī)理
參考文獻(xiàn)
第5章 HMX的熱分解
5.1 氣相與熔融態(tài)的熱分解
5.1.1 氣相及熔融態(tài)HMX的熱分解
5.1.2 HMX動(dòng)力學(xué)KDIE效應(yīng)研究
5.1.3 HMX熱分解理論研究
5.2 溶液中的熱分解
5.3 HMX在固相中的熱分解
參考文獻(xiàn)
第6章CL-20的熱分解
6.1 CL-20在凝聚態(tài)的熱分解
6.1.1 CL-20的基本熱性質(zhì)
6.1.2 CL-20的熱分解動(dòng)力學(xué)及機(jī)理
6.2 CL-20在溶液中的熱分解
參考文獻(xiàn)
第7章 TNAZ的熱分解
7.1 TNAZ熱分解的實(shí)驗(yàn)研究
7.1.1 TNAZ的熱性質(zhì)
7.1.2 TNAZ的熱分解機(jī)理
7.2 TNAZ熱分解的理論研究
參考文獻(xiàn)
第8章 炸藥結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系
8.1 結(jié)構(gòu)與能量之間的關(guān)系
8.1.1 高能量密度炸藥的主要類型
8.1.2 影響炸藥能量的一些因素
8.1.3 高能炸藥結(jié)構(gòu)與能量關(guān)系理論研究方法
8.2 結(jié)構(gòu)與安定性的關(guān)系
8.2.1 結(jié)構(gòu)與感度的關(guān)系
8.2.2 結(jié)構(gòu)與熱安定性的關(guān)系
參考文獻(xiàn)
3.結(jié)構(gòu)、狀態(tài)對(duì)熱分解特征的影響
炸藥的分子結(jié)構(gòu)與炸藥熱分解的特性也有很大關(guān)系。幾十年來(lái)人們做了大量的實(shí)驗(yàn)研究,近十幾年來(lái)更是借助量子化學(xué)從理論上來(lái)進(jìn)行研究,取得了一些重要的成果。從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面研究高能炸藥結(jié)構(gòu)對(duì)其性能的影響,是學(xué)科的重要發(fā)展方向,本書(shū)中也列舉了很多例子,用了很大的篇幅介紹這方面的內(nèi)容。
通常情況下,高能炸藥是多官能團(tuán)的復(fù)雜化合物。因此,一個(gè)重要任務(wù)就是確定多官能團(tuán)復(fù)雜化合物的反應(yīng)中心以及分子結(jié)構(gòu)與其反應(yīng)能力間的關(guān)系。當(dāng)然,各種反應(yīng)途徑間相互競(jìng)爭(zhēng),首先取決于待分解分子的結(jié)構(gòu),但是分解反應(yīng)機(jī)理可能也會(huì)隨著反應(yīng)條件(如溫度)的改變而發(fā)生改變。
隨著相態(tài)的變化,特別是由固相轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴趹B(tài)、一種晶型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪痪蜁r(shí),分解速度會(huì)有顯著變化。通常,炸藥熔融態(tài)的分解速度要顯著快于固相分解速度。有的研究者用分解固體中間產(chǎn)物做催化劑的機(jī)理來(lái)解釋其原因。各種添加劑(或少量雜質(zhì))對(duì)熱分解過(guò)程的影響更是多方面的。
國(guó)外高能炸藥氣相熱分解研究比較充分,通常認(rèn)為分解機(jī)理包括單分子分解形成自由基、消去反應(yīng)、重排然后進(jìn)一步分解和開(kāi)環(huán)等反應(yīng)。
在很多情況下,氣相到液相的熱分解反應(yīng)速率和反應(yīng)特征基本保持不變。但是,在液相狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)分解新途徑,而且這些途徑往往與酸堿反應(yīng)、離子反應(yīng)和絡(luò)合物形成等過(guò)程有關(guān)。在炸藥的熱分解過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了鏈?zhǔn)阶杂苫磻?yīng)和鏈?zhǔn)街ф湻磻?yīng),在這些反應(yīng)中酸堿過(guò)程起到了重要作用。目前,由于實(shí)驗(yàn)裝置和研究手段的限制,高能炸藥在溶液中熱分解的研究還不多。美國(guó)的Oxley等人開(kāi)展了少量研究,而本書(shū)作者在俄羅斯科學(xué)院化學(xué)物理研究所利用改進(jìn)的布氏壓力計(jì)系統(tǒng)研究了幾種主要高能硝胺炸藥在30多種溶劑中的熱分解,詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)本書(shū)的第3章~第6章。