生成焓

摘要： 采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,研究了Ti掺杂对Li_(2)MgN_(2)H_(2)材料储氢性能的影响及作用机理,计算给出了杂质替换能、生成焓、能带结构、态密度、差分电荷密度及布居等。研究表明,Ti掺杂Li_(2)MgN_(2)H_(2)体系时,其倾向于替换其中的Mg原子,且当替换8c位置的Mg时,杂质替换能最低,晶体结构最为稳定。生成焓计算结果表明,Ti掺杂能够有效降低Li_(2)MgN_(2)H_(2)的结构稳定性,有利于其吸氢反应的进行。进一步结合电子结构分析发现,Ti掺杂使得Li_(2)MgN_(2)H_(2)材料的晶胞体积增大,能隙降低,同时Ti与N原子之间较强的相互作用使得Li—N和N—H键的成键峰峰值降低,键强减弱,这些因素均有利于Li_(2)MgN_(2)H_(2)材料吸氢动力学性能的提高。

摘要： 为建立适用于含能材料的精密燃烧热测量系统和方法,基于示差热流量热原理,使用由960对热电偶组成的三维热电堆作为核心测量元件,使用苯甲酸标准物质对装置进行标定,研制出一种基于三维热电传感技术的微小药量含能材料燃烧热测定方法和装置,并利用该燃烧热测定装置对环四亚甲基四硝胺、六硝基六氮杂异伍兹烷、环三亚甲基三硝胺、3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱、二氨基二硝基乙烯和硝基胍6种典型含能材料的燃烧热进行了测定。实验结果表明,仪器量热系数为(64.804±0.071)μV·mW^(-1),标定的相对不确定度为0.109%;6种含能材料在298.15 K时的固相标准摩尔燃烧热(ΔcU)依次为-(2749.1±4.5),-(3593.6±6.0),-(2115.2±3.4),-(3040.8±4.8),-(1211.4±2.3)kJ·mol^(-1)和-(898.4±2.0)kJ·mol^(-1),测定结果与文献报道值能够较好吻合,表明所研制的微小药量燃烧测定装置能够广泛应用于含C、H、O、N物质,尤其是珍稀样品及易爆炸物质燃烧热的测定。

摘要： 高通量含能分子设计需要兼顾准确性与效率的性能预测方法。结合原子化方案,对常见的3种不同水平的理论方法(半经验PM6方法、密度泛函理论方法 B3LYP/6-31G(d,p)和高精度的完全基组CBS-4M方法)用于高通量含能分子设计筛选的生成焓(HOF)计算适宜性进行了评估。计算并比较了20种含能分子的固相HOF,发现不同理论水平预测结果存在较大差异;而基于10种常见含能分子的不同水平下的HOF,实验密度和Kamlet-Jacobs(K-J)、Becker-Kistiakowsky-Wilson(BKW)与Virial-Wu(VLW)3种模型预测的爆轰性能差别不大。其中B3LYP方法具有最佳适宜性,具有较高的计算效率且爆轰性能预测结果同CBS方法接近,如基于BKW模型计算的爆速和爆压的平均相对偏差仅为0.4%和1.2%。而低精度的PM6方法和高耗时的CBS方法难以满足兼顾高通量含能分子设计筛选中的精度和效率的要求。这表明,在高通量的含能分子设计筛选中,可考虑中等精度的方法进行快速的HOF预测。

摘要： 德国慕尼黑大学通过三步合成法制备了2,2′-偶氮双(5-叠氮四唑)(C_(2)N_(16))慕尼黑大学通过5-叠氮四唑的胺化直接合成得到2-氨基-5-叠氮四唑,然后使用tBuOCl氧化偶合得到2,2′-偶氮双(5-叠氮四唑)(C_(2)N_(16))。它是一种高能量的富氮二元碳氮化合物,感度远低于设备的测量极限。C_(2)N_(16)及其前体2-氨基-5-叠氮四唑的氮含量、晶体密度和计算生成焓都非常高,具有较高爆速和能量理论值。C_(2)N_(16)不仅具有二元杂环分子的最高氮碳比,而且以8个链状氮原子为特征,为碳氮化合物设定了一个新的基准。

摘要： Laves相合金新材料的合成设计离不开生成焓的测定。近几年来,为解决生成焓测定低效的问题,机器学习预测生成焓的新模式得到了广泛的关注。本工作通过三种特征集和七种回归算法,构建了21个机器学习回归模型。基于从OQMD数据库收集的Laves相合金生成焓的实验值数据集,系统地比较了算法选择和特征选择对模型综合性能的影响。结果表明,RF模型综合性能最高,高于Miedema半经验模型的预测精度,实现了Laves相合金生成焓的快速预测。成分特征对于生成焓的影响程度远大于结构特征,其中,电子因素比尺寸因素的影响程度更大。将Laves相生成焓的DFT计算值加入到实验值数据集,组成大样本数据集,基于此建立的ML模型精度有大幅提升。该方法可用于新设计的Laves相合金材料的快速初筛,从而推动新型Laves相合金的研发进度。

摘要： 通过热力学计算得到了Al-Zn-Mg合金室温平衡相图,计算结果表明,Al-xZn-yMg(x=5.0％ ～6.5％;y=1.5％ ～3.0％,均为质量分数)合金室温下稳定存在的第二相为MgZn2、Al2Mg3Zn3、Mg32(Al,Zn)49.采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,计算研究了三种相的生成焓和结合能.计算结果表明,MgZn2具有较弱的合金化能力及相结构稳定性.根据合金中第二相的含量,筛选出每种第二相含量最多的三个合金成分为Al-6.0Zn-2.9Mg、Al-6.5Zn-1.7Mg和Al-6.5Zn-2.5Mg,构建了Al37 Zn1 Mg2、Al49 Zn2 Mg1和Al34 Zn1 Mg1三个固溶体超胞,计算研究了三者的弹性常数、能带结构和电子态密度等本征特性.计算结果表明:Al49 Zn2 Mg1的强度和塑性最好;Al37 Zn1 Mg2的抗剪切能力和刚度最好;Al49 Zn2 Mg1呈韧性,而Al34 Zn1 Mg1和Al37 Zn1 Mg2均呈脆性.能带结构和电子态密度计算结果表明三者均具有金属键,存在金属导电性,Al37 Zn1 Mg2的共价性强于Al49 Zn2 Mg1和Al34 Zn1 Mg1,Al37 Zn1 Mg2结构最稳定.

摘要： 为了加快新型含能材料研发的进度,减少因大量实验而带来的时间和资源的消耗问题,基于材料基因工程理论提出一种含能材料生成焓的预测方法.首先将搜集到的代表含能材料分子结构的原子坐标数据转换成表示分子内笛卡尔坐标系的库仑矩阵,以消除含能材料分子结构因平移、旋转、交换索引顺序等操作对生成焓预测造成的影响;然后,根据提出的基于Attention机制的卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-term Memory Network,Bi-LSTM)的融合模型对含能材料的生成焓进行预测.这样,既可以有效提取数据的特征,又能充分考虑数据间的相关性,同时还能够突出重要特征对预测结果的影响.对比实验结果表明,提出的基于深度学习的方法在生成焓的预测上拥有最低的实验误差,其平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)、平均绝对百分误差(Mean Absolute Percentage Error,MAPE)、均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)和均方根对数误差(Root Mean Squared Logarithmic Error,RMSLE)分别为0.0374、1.32％、0.0541和0.028,实现了"结构—性能"的预测目标,为含能材料生成焓的预测提供了一种新方法.

摘要： 为研究TKX-50对GAP基高能固体推进剂性能的影响,采用DSC-TG、50°C恒温贮存、摩擦感度、撞击感度、静电感度等方法研究了 TKX-50与GAP基高能固体推进剂组分间安全性和相容性,并制备成TKX-50/GAP基高能固体推进剂药块,研究其密度、力学性能、安全性能、燃烧性能等,采用小型标准发动机研究其能量性能;通过DSC测试多种升温速率下的热分解性能,并使用Ozawa模型计算得到TKX-50的热分解活化能.结果表明,TKX-50与GAP黏合剂、AP、Al等相容性良好;TKX-50的热分解活化能为143.57kJ/mol;随着TKX-50含量的增加,25°C时TKX-50/GAP基高能固体推进剂的摩擦感度从100％降至44％,撞击感度从8.1J升至43.3J,静电感度变化不大,为16.0～42.0mJ;随着TKX-50含量的增加,25°C时TKX-50/GAP基高能固体推进剂的最大应力从0.65MPa降至0.35MPa,最大伸长率从25.5％升至34.33％,断裂伸长率从29.9％升至37.5％,模量从1.59MPa降至0.48MPa;低压段(3～9MPa)和高压段(12～25 MPa)的燃速压强指数均呈现上升趋势,7MPa下静态燃速为17.2～18.0mm/s,低压段燃速压强指数为0.7～0.8,高压段燃速压强指数相对较高,最高达0.98.在6.86MPa下,动态燃速为21.07mm/s,BSFΦ165发动机实测比冲为256.7 s.

摘要： 为获得高能量密度液体推进剂燃料,提升运载火箭的有效载荷,设计了20种不同甲基取代的联环丁烷衍生物,理论计算研究了联环丁烷及其甲基衍生物结构对性能的影响规律.研究结果表明:随甲基取代基数量的增多,联环丁烷衍生物的生成焓和比冲均呈现减小的趋势;当取代基为对位取代时其分子稳定性最好,生成焓和比冲值较大,而邻位状态取代时联环丁烷衍生物的生成焓和比冲值相对较低;在设计的化合物中,联环丁烷是比冲最高的物质,当联环丁烷与液氧的混合比为28.5:71.5,0.1 MPa环境压力下,比冲可达304.52 s,燃烧产物主要组成为CO(34.64％)、CO2(13.89％)、H2O(29.54％).联环丁烷衍生物的综合性能优于火箭煤油,具有作为高能推进剂的潜力,本研究为高能燃料的设计提供了理论支撑.

摘要： 针对大学一年级化工、化学专业的学生进行氯化铵生成焓[ΔfHθ(NH4Cl,s)]测定实验后,通常采取手工绘图的方式来处理实验数据,不仅费时费力、偶然性大,而且不可避免地引入主观误差,往往同一组实验数据不同学生处理,结果相差很大,重现性也不好.尝试采用Origin软件对该实验数据进行作图和分析,结果表明,将Origin软件应用于处理实验数据,简单、重复性好,还明显地提高了计算结果的准确性.

摘要： 针对现有金属燃烧剂选择设计的问题,本文从合金的生成焓入手,以铝基二元合金为对象,利用Pandat热力学软件,系统计算了七种铝基二元合金体系的生成焓,以及其随温度、组成等的变化规律,并分析引起变化的微观因素,以期筛选出可作为燃烧剂、代替金属铝的合金,并为合金作为燃烧剂提供理论支持.

摘要： 对取向硅钢中NbC0.75、NbC0.85、NbC0.88、NbC、NbN在奥氏体和铁素体的平衡固溶度积公式和相关热力学进行了推导计算和定性比较,同时也借助Miedema生成热理论对NbC0.75、NbC0.85、NbC0.88、NbC和NbN的生成焓进行了计算,结果表明,Nb(C,N)析出相在铁索体或奥氏体中基本满足如下的固溶度积关系:NbC075＞NbC0.85＞NbC0.88＞NbC＞NbN,并且NbN具有最小的生成焓,即NbN最易析出,而NbC0.75较难.

摘要： 近几年发展起来的氨基酸离子液体(AAIL)具有较强的形成氢键能力，能够溶解DNA、纤维素和其他碳水化合物，可以作为手性溶剂和新型功能材料，在生命科学研究和医药工业中将会有广泛的用途。由于AAII 能够被生物降解，是新一代对环境更加友好的离子液体，受到学术界和产业界的高度关注1-6。本文采用中和法制备了氨基酸离子液体[C3mim][Val](1-丙基-3-甲基咪唑缬氨酸盐)，并通过1H-NMR 和DSC进行了表征。利用转动式精密氧弹热量计测定了[C3miml][Val]的燃烧热，并计算了其标准摩尔燃烧焓△cHmθ和标准摩尔生成焓△fHmθ。

摘要： 讨论基于量子理论的密度泛涵基的原子模型在计算化合物生成焓方面的成功应用,并用此方法分析和计算了七个Mn基Laves相金属简化合物RMn(R=Sc,Y,Lu,Ti,Zr,Hf,Nb)的标准热力学生成焓.同时,也简单地述评了传统的实验方法和计算模型的发展历史和现状,指出其主要不足.通过与可靠实验数据的对比,突现这一新方法的可靠性和准确性.

摘要： 本文使用长焦显微高速摄影和滴落法测试8种新合成离子液体分别与WFNA和RFNA反应,其中I.L.s1～8具有相同的[BH3(CN)BH2(CN)]-.结果表明每次实验均观察到稳定的自着火现象,发现两种火焰发展过程:I.L.s8与WFNA发生库仑爆炸和着火现象;I.L.s8与RFNA发生飞溅,反弹,短促燃烧和着火现象.认为离子液体的自着火过程由阴离子主导,讨论了氧化剂与阳离子对自着火过程的影响,认为阳离子通过调节离子液体的生成焓影响着火延迟时间.

摘要： 本文利用广义梯度近似(GGA)密度泛函和全势能线性缀加平面波(FLAPW)方法,计算给出了LaNi和LaNiH的晶体结构、生成焓、价电子轨道分布;晶体结构和焓与试验值作了对比,结果合理、可行;La原子与2c格位Ni原子的成键较强于La原子与3g格位Ni原子的成键,所以LaNi晶体各向异性特征较为明显;并简单分析了这些性质与LaNi合金的稳定性、循环寿命的关系.

摘要： 采用半经验量子化学计算方法AM1,计算了超声场作用下铝酸场作用下铝酸钠溶液中可能存在的各类铝酸根离子、自由基以及它们之间发生反应的可能产物的热力学生成焓和前轨道数据.根据计算结果,分析了各种可能反应的热力学趋势;并在此基础上对热力学趋势较大的反应运用前线轨道理论进行了成键可能性分析.结果表明,超声场作用下产生的自由基促进了铝酸钠溶液中Al(Ⅲ)配位数的增加并形成生长基元单体Al(OH)(HO),同时自由基并不迅速被消耗,因此,超声场可以促进工业上铝酸钠溶液的分解过程.

摘要： 在B3LYP/6-311++G水平上优化了多硝基吡啶及其氮氧化物的几何构型.通过等键反应的设计,在同样的理论水平上计算了它们的气相生成焓.采用Karfunkel-Gdanitz方法预测了它们的晶体结构,并用Stine方法计算了爆速.通过相似物的比较,预测3,5-二氨基-2,4,6-三硝基吡啶和其氮氧化物为低感或钝感炸药.3,5-二氨基-2,4,6-三硝基吡啶和其氮氧化物的爆速分别为8.2km/s和8.6km/s,能量比TATB分别约高15﹪和25﹪.本文得到的最大爆速约为9.5km/s.

摘要： 对近年来国内外三嗪类含能化合物的合成、理论计算、实验研究及应用进行了综述.重点介绍了均三嗪含能化合物和双三嗪含能化合物,同时概述了三均三嗪衍生物的相关研究进展.对三嗪类含能化合物在火炸药和推进剂领域的应用进行了展望.

摘要： 本发明实施例涉及一种高焓超声速风洞气流生成方法，包括：获取实验气体，并将所述实验气体加热至预设温度；确定高超声速设备实验要求的目标温度和目标压力；将加热至目标温度的实验气体冲入绝热容器后，进行绝热压缩达到目标温度和目标压力；将达到目标温度和目标压力的实验气体排入气体收集器；通过活塞的持续充气、压缩、排气的循环工作过程，以及多组活塞的配合使所述气体收集器内的压力和温度达到稳定状态，作为风洞的持续高温高压气源。该方案通过活塞压缩的方式提高气体压力，从而获得高温和高压气体，通过压缩做功的方式提高气体的总焓值。该方法可以根据需求的参数设计加热温度和压力来满足风洞对温度和压力的同时需求。

摘要： 本发明实施例涉及一种高焓超声速风洞气流生成方法，包括：获取实验气体，并将所述实验气体加热至预设温度；确定高超声速设备实验要求的目标温度和目标压力；将加热至目标温度的实验气体冲入绝热容器后，进行绝热压缩达到目标温度和目标压力；将达到目标温度和目标压力的实验气体排入气体收集器；通过活塞的持续充气、压缩、排气的循环工作过程，以及多组活塞的配合使所述气体收集器内的压力和温度达到稳定状态，作为风洞的持续高温高压气源。该方案通过活塞压缩的方式提高气体压力，从而获得高温和高压气体，通过压缩做功的方式提高气体的总焓值。该方法可以根据需求的参数设计加热温度和压力来满足风洞对温度和压力的同时需求。

摘要： 本实用新型属于航天航空领域，涉及一种高速高焓气流生成装置。该装置包括介质进口管、点火组件、燃烧室以及射流喷管；燃烧室前段设置喷注盘，中段为燃烧腔体，后段设置法兰连接件；喷注盘上安装有介质进口管以及点火组件；法兰连接件与射流喷管固定连接；点火组件包括一级点火器以及设置在一级点火器端部的二级点火器。利用该装置能够完全模拟实际飞行条件中气流马赫数、空气中氧气质量含量以及模拟高度点的总温和总压，满足了发动机风洞试验的要求。

摘要： 本发明首次提出了将已知的块体ZnO标准摩尔生成焓作为参考标准，寻求杂草状纳米ZnO与块体ZnO标准摩尔生成焓的关系，从而获得杂草状纳米ZnO标准摩尔生成焓的新思想。基于这一新思想，进一步提供了在相同条件下一维纳米ZnO和块体ZnO分别发生相同的化学反应，从而获得一维纳米ZnO标准摩尔生成焓的新方法。本发明利用高精度、高灵敏度的微量热仪，依据热力学势函数法，获得了298.15K及p

摘要： 本发明首次提出了将已知的块体ZnO标准摩尔生成焓作为参考标准，寻求短棒状纳米ZnO与块体ZnO标准摩尔生成焓的关系，从而获得短棒状纳米ZnO标准摩尔生成焓的新思想。基于这一新思想，进一步提供了在相同条件下短棒状纳米ZnO和块体ZnO分别发生相同的化学反应，从而获得短棒状纳米ZnO标准摩尔生成焓的新方法。本发明利用高精度、高灵敏度的微量热仪，依据热力学势函数法，获得了298.15K及p

摘要： 本发明首次提出了将已知的钼酸钡块体材料标准摩尔生成焓作为参考标准，寻求钼酸钡纳米材料与对应块体材料标准摩尔生成焓的关系，从而获得纳米材料标准摩尔生成焓的新思想。基于这一新思想，进一步提供了在相同条件下纳米材料和对应的块体材料分别发生相同的化学反应，从而获得纳米材料标准摩尔生成焓的新方法。本发明具体以钼酸钡块体材料和纳米材料与同浓度的盐酸反应为例，利用高精度、高灵敏度的微量热仪，依据热力学势函数法，获得了298.15K及pθ下钼酸钡纳米材料的标准摩尔生成焓为-336.6kJ/mol。

摘要： 本发明首次提出了将已知的块体ZnO标准摩尔生成焓作为参考标准，寻求四角状纳米ZnO与块体ZnO标准摩尔生成焓的关系，从而获得四角状纳米ZnO标准摩尔生成焓的新思想。基于这一新思想，进一步提供了在相同条件下四角状纳米ZnO和块体ZnO分别发生相同的化学反应，从而获得四角状纳米ZnO标准摩尔生成焓的新方法。本发明利用高精度、高灵敏度的微量热仪，依据热力学势函数法，获得了298.15K及p

摘要： 本发明首次提出了将已知的块体ZnO标准摩尔生成焓作为参考标准，寻求片状纳米ZnO与块体ZnO标准摩尔生成焓的关系，从而获得片状纳米ZnO标准摩尔生成焓的新思想。基于这一新思想，进一步提供了在相同条件下片状纳米ZnO和块体ZnO分别发生相同的化学反应，从而获得片状纳米ZnO标准摩尔生成焓的新方法。本发明利用高精度、高灵敏度的微量热仪，依据热力学势函数法，获得了298.15K及p

摘要： 本发明首次提出了将已知的块体ZnO标准摩尔生成焓作为参考标准，寻求双节棍状纳米ZnO与块体ZnO标准摩尔生成焓的关系，从而获得双节棍状纳米ZnO标准摩尔生成焓的新思想。基于这一新思想，进一步提供了在相同条件下双节棍状纳米ZnO和块体ZnO分别发生相同的化学反应，从而获得双节棍状纳米ZnO标准摩尔生成焓的新方法。本发明利用高精度、高灵敏度的微量热仪，依据热力学势函数法，获得了298.15K及p

摘要： 本发明涉及一种含能粘合剂标准摩尔生成焓的测试方法，测试步骤是先将试样制备成粉末，把粉末放入坩埚中，点火丝底部与样品接触；用移液管在弹体底部注入去离子水，打开瓶阀充入氧气，把氧弹放到内筒中，加入去离子水，接好点火电极，进行点火试验；试验结束后，用移液管吸取弹体底部的溶液，置于锥形瓶中，加入酚酞指示剂溶液，用氢氧化钠标准标定溶液滴定至溶液由无色变为红色即为终点，计算硝酸的反应热、生成焓等。本发明的样品用量少、测试过程简单，测试结果数据更接近真实值，更具有代表性，是用于推进剂新材料性能检测的一个有效方法。