摘要：研究提出一种通过化学键键能差进行能量密度快速估算的方法,和一种利用拉普拉斯键级和分子片段键离解能相结合快速判断笼型结构稳定性的方法。通过穷举法构建了基于Noradamantane的所有富氮骨架及其435种硝基衍生物,应用上述计算方法筛选兼具高能量密度和稳定性的分子结构,并采用量子化学能量计算和过渡态反应势垒计算验证筛选结果的可靠性。计算发现了两种兼顾高能量密度和结构稳定性的硝基化合物,其爆热、爆速、爆压和金属加速能力的理论计算最大值分别达到7.77 k J·g^(-1)、10.1 km·s^(-1)、47 GPa和1.14倍HMX的金属加速能力,且结构分解反应势垒≥96 k J·mol^(-1)。本研究所建立的含能分子能量密度和稳定性快速筛选方法,可为高能稳定的含能分子设计提供参考。

摘要：密度是决定含能材料爆轰性能的重要参数。为评估现有CHON类含能材料密度的计算方法,对等电子密度面法、分子表面静电势法、基团加和法、晶体堆积法、定量构效关系法、经验公式法等进行分析和归类。结果表明,基于分子体积预测方法的精度取决于分子间和分子内相互作用对密度影响描述的准确度。其中,准确描述氢键和van der Waals作用充满了挑战性。基于晶体体积计算密度的核心在于晶体结构的准确预测,结构搜索要面对巨大的状态空间和高度复杂的能量曲面的困难,预测效率是亟待解决的问题。体积加和法和经验公式法存在无法区分同分异构体和晶型的缺点,且对新发现的具有特殊结构的分子由于缺乏实验数据难以获得准确的经验参数,计算结果偏差较大。引入人工神经网络、遗传算法以及支持向量机等机器学习算法后,定量构效关系法在含能化合物性能与结构关系研究中取得很大成就,模型精度进一步提高将为基于材料基因组模式的含能材料设计研发奠定基础,这也是今后密度预测方法发展的主要方向。

摘要：为了深入研究硼矿碱法浸出过程,以700℃焙烧后的宽甸含硼尾矿为原料,基于缩核模型,推导了矿样中的硼在NaOH溶液中进行碱解反应的动力学方程,并以原料进行碱解实验,根据实验结果对理论推导的动力学方程进行拟合与验证。研究表明:实验条件下硼的碱解反应过程符合缩核模型,硼在碱解反应过程中的动力学方程为t=42.4954[(1-X)^(-1/3)+1/3ln(1-X)-1]+0.0338[(1-X)^(-2/3)-1],其动力学过程主要受扩散控制,升高溶液温度、提高NaOH溶液浓度及降低矿样粒度均有利于碱解时间缩短,反应尽快完成。动力学研究为硼矿的碱法处理应用奠定了初步的理论基础。

摘要：采用焙烧的方式处理含硼尾矿,以常压碱解率来评价其焙烧前后的反应活性。在TG-DTA热分析的基础上,研究了焙烧温度对含硼尾矿活性的影响,并采用X射线衍射对含硼尾矿焙烧矿样的物相组成进行了表征分析。结果表明:焙烧能显著提高含硼尾矿的活性。焙烧温度达到700℃之前,活性随着焙烧温度升高而增大;焙烧温度700℃时,活性达到70.10%,相比未经焙烧的含硼尾矿活性提高了26.69%。活性提高的主要原因在于,通过焙烧,不易碱解的含硼矿物硼镁石(Mg_2(OH)[B_2O_4(OH)])脱水分解成易于碱解的遂安石(Mg_2B_2O_5)。

摘要：综述了硼砂制备方法的研究进展。通过硫酸法、常压碱解法、加压碱解法、碳碱法、钠化焙烧-常压水浸法、熔态钠化-常压水浸法和钠化焙烧-加压水浸法对制取硼砂的原料、工艺流程和硼砂制品形貌等方面进行详细阐述,综合比较了各种制备方法的优缺点,提出了硼砂制备工艺的发展趋势,为硼砂制备研究提供参考。