量子炸藥化學及其拓展

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應用”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(tài)判據(jù) 3
1.1.2 亞胺鹽與呋喃的動態(tài)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(tài)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(shù)的確定和應用 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(huán)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(jù) 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(fā)反應活化能判據(jù) 110
3.2.3 第一性原理帶隙判據(jù) 125
3.2.4 撞擊感度QC判據(jù)綜述 134
3.2.5 從爆轟性能求靜電感度 144
4 熱力學性質(zhì)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(fā)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 復合體中分子間作用：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(huán)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應用
9 HEDC能量和穩(wěn)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-性能關系 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-性能關系 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 雙高五棱柱烷多取代衍生物 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(huán)類HEDC分子設計晶體結構-性能關系 387
11.1 螺環(huán)硝胺類的結構-性能研究 387
11.2 雙環(huán)-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 高能復合體系四大性能理論研究 463
14.1 物理相容性理論判據(jù) 463
14.2 安全性理論判據(jù) 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、性能與感度的關系 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系 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(huán)-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(tǒng) 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 沖擊加載下三類炸藥的引發(fā)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(chuàng)點簡介 598
19.2 鑒定、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(fā)態(tài)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應用 648
24.1 F2+Cl2→2ClF反應機理 648
24.2 Cl2+2HBr=2HCl+Br2反應機理及其應用 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-性能關系 666
26 硝基芳烴結構-毒性關系和致毒機理 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(yè)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