检索结果-内蒙古大学图书馆

从恒速升温速率下的DSC曲线峰温计算含能材料放热分解反应动力学参数的理论和数值方法(英文)

含能材料 2009年第6期17卷 643-649页

作者：胡荣祖高红旭赵凤起张海赵宏安马海霞邢晓玲薛亮西安近代化学研究所陕西西安710065 西北大学数学系/数据分析及计算化学研究所陕西西安710069 西北大学信息科学与工程学院陕西西安710069 西北大学化工学院陕西西安710069

根据Kooij公式和van′t Hoff公式,从恒速升温速率下的DSC曲线峰温导出了计算含能材料放热分解反应动力学参数的两个数学表达式,提出了计算相应动力学参数的数值方法。对1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己酮-2(Keto-RDX),由导出的两个表达式... 详细信息

根据Kooij公式和van′t Hoff公式,从恒速升温速率下的DSC曲线峰温导出了计算含能材料放热分解反应动力学参数的两个数学表达式,提出了计算相应动力学参数的数值方法。对1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己酮-2(Keto-RDX),由导出的两个表达式、Kissinger法、Ozawa法、Tang法、Hu-Gao-Zhang法、非线性等转化率积分法(NL-INT)所得的活化能E值彼此接近,表明Kooij′s公式中的a值取0.5,van′t Hoff公式的b值取0.003,可得到合理的动力学参数。

关键词：物理化学 DSC 动力学参数 Kooij公式 van′t Hoff公式 Keto-RDX 非等温

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1,1′-二甲基-5,5′-偶氮四唑一水合物和2,2′-二甲基-5,5′-偶氮四唑的热安全性

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含能材料 2011年第2期19卷 126-131页

作者：胡荣祖高红旭赵凤起赵宏安王喜军张海马海霞西安近代化学研究所陕西西安710065 西北大学数学系/数据分析与计算化学研究所陕西西安710069 西北大学信息科学与技术学院陕西西安710069 西北大学化工学院陕西西安710069

借助不同加热速率(β)的非等温DSC曲线离开基线的初始温度(T0)、onset温度(Te)和峰顶温度(Tp),采用Kissinger法和Ozawa法求得热分解反应表观活化能(EK和EO)和指前因子(AK),Hu-Zhao-Gao方程求得be0(or p0),Zhao-Hu-Gao方程求得ae0(or p0),微热量法确定的比热容(Cp),以及密度(ρ)、热导率(λ)和分解热(Qd,取爆热之半)数据;根据Zhang-Hu-Xie-Li公式、Hu-Yang-Liang-Xie公式、Hu-Zhao-Gao公式、Zhao-Hu-Gao公式、热力学关系式、Smith方程、Friedman公式、Bruckman-Guillet公式、Frank-Kamenetskii公式和Wang-Du公式和Yoshida公式,计算了1,1′-二甲基-5,5′-偶氮四唑一水合物(1,1′-DMATZ)和2,2′-二甲基-5,5′-偶氮四唑(2,2′-DMATZ)在β→0时的T0、Te和Tp值(T00、Te0和Tp0)、分解反应的活化热力学参量(ΔG≠、ΔH≠、ΔS≠)、热爆炸临界温度(Tbe和Tbp)、绝热至爆时间(tTIad)、撞击感度50%落高(H50)、热点起爆临界温度(Tcr,hoto-spot)、热爆炸临界环境温度(Tacr)、热安全度(Sd)、热爆炸概率(PTE)、爆炸能力(Ep)和以间二硝基苯为基准的撞击敏感性(SS)。结果表明,(1)1,1′-DMATZ对热是稳定的;(2)1,1′-DMATZ对热的抵抗能力好于2,2′-DMATZ;(3)影响二甲基-偶氮四唑热安全的主要因素是甲基在分子中所处的位置。

关键词：物理化学 1,1′-二甲基-5,5′-偶氮四唑一水合物 2,2′-二甲基-5,5′-偶氮四唑热安全性

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高聚物黏结炸药JH-94和JO-96撞击感度特性落高的估算

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含能材料 2009年第3期17卷 251-254页

作者：胡荣祖赵凤起高红旭张海赵宏安王喜军张晓亮冯煜马海霞西安近代化学研究所陕西西安710065 西北大学数学系/数据分析与计算化学研究所陕西西安710069 西北大学信息科学与技术学院陕西西安710069 西北大学化工学院陕西西安710069

推导了估算含能材料(EMs)撞击感度特性落高(H50)的Friedman表达式。提出了估算H50的数值方法。编制了相应的计算机程序。用所编程序算得的结果核实了8种EMs(HMX、RDX、TNT、PETN、BTF、HNS、Tetryl、NG)的实测H50值,认为所编程序适用于... 详细信息

推导了估算含能材料(EMs)撞击感度特性落高(H50)的Friedman表达式。提出了估算H50的数值方法。编制了相应的计算机程序。用所编程序算得的结果核实了8种EMs(HMX、RDX、TNT、PETN、BTF、HNS、Tetryl、NG)的实测H50值,认为所编程序适用于H50值的快速计算,报道的2种EMs(PBX-JH-94和PBX-JO-96)的H50值在一定程度上可信。

关键词：物理化学高聚物黏结炸药冲击感度特性落高数值计算

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含能材料热点起爆临界温度的估算

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含能材料 2009年第2期17卷 127-130页

作者：胡荣祖高红旭赵凤起张海勾明赵宏安王喜军马海霞西安近代化学研究所陕西西安710065 西北大学数学系/数据分析与计算化学研究所陕西西安710069 西北大学信息科学与技术学院陕西西安710069 西北大学化工学院陕西西安710069

推导了估算含能材料(EMs)热点临界起爆温度(Tcr)的Brucman-Guillet表达式。提出了估算Tcr的数值方法。编制了相应的计算机程序。用所编程序算得的结果核实了9种EMs(PETN、RDX、HMX、EDNA、tetryl、EDADN、AN、NG和TNT)的Tcr文献值,认为... 详细信息

推导了估算含能材料(EMs)热点临界起爆温度(Tcr)的Brucman-Guillet表达式。提出了估算Tcr的数值方法。编制了相应的计算机程序。用所编程序算得的结果核实了9种EMs(PETN、RDX、HMX、EDNA、tetryl、EDADN、AN、NG和TNT)的Tcr文献值,认为所编程序适用于Tcr值的快速计算,本文报道的11种EMs(TATB、HNS、HNDACO、HHTDD、BTNDNG、keto-RDX、BTNEDA、PBX-JH-94、PBX-JO-96、TB propellant M32和TB propellant SD)的Tcr值在一定程度上可信。

关键词：物理化学含能材料热点起爆临界温度数值计算

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N,N'-二[(2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)]乙二胺的热安全性和密度泛函理论研究(英文)

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含能材料 2012年第5期20卷 505-505,506-513页

作者：胡荣祖赵凤起高红旭马海霞张海徐抗震赵宏安姚二岗西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室陕西西安710065 西北大学数学系/数据分析和计算化学研究所陕西西安710069 西北大学化工学院陕西西安710069 西北大学信息科学与工程学院陕西西安710069

借助N,N'-二[(2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)]乙二胺的恒容标准燃烧热(Qc),不同加热速率(β)非等温DSC曲线离开基线的初始温度(T0)、onest温度(Te)、最大峰顶温度,由Kissinger法和Ozawa法所得的热分解反应活化能(EK,EO)和指前因子(AK),... 详细信息

借助N,N'-二[(2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)]乙二胺的恒容标准燃烧热(Qc),不同加热速率(β)非等温DSC曲线离开基线的初始温度(T0)、onest温度(Te)、最大峰顶温度,由Kissinger法和Ozawa法所得的热分解反应活化能(EK,EO)和指前因子(AK),从方程lnβi=ln[A0/be0(orp0)G(α)]+be0(orp0)Te(orp)i所得的值be0(orp0),从方程lnβi=ln[A0/(ae0(orp0)+1)G(α)]+(ae0(orp0)+1)lnTe(orp)i所得的ae0(orp0)值,从方程ln(βi/(Tei-T0i))=ln (A0/G(α))+bTei所得的b值,从方程ln(βi/(Tei-T0i))=ln (A0/G(α))+alnTei所得的a值,估算的比热容(cp)、密度(ρ)、热导率(λ)和分解热(Qd,取爆热之半)数据,Zhang-Hu-Xie-Li公式,Hu-Yang-Liang-Xie公式,基于Berthelot方程和Harcourt-Esson方程计算热爆炸临界温度的公式,Smith方程,Friedman公式,Bruckman-Guillet公式,热力学公式和Wang-Du公式,计算了由理想燃烧反应和Hess定律得到的BTNEDA的恒容标准燃烧能ΔcU(BTNEDA,s,298.15K)和标准生成焓ΔfHmθ(BTNEDA,s,298.15K),β→0时的T0、Te和Tp值(T00,Te0和Tp0),热爆炸临界温度(Tbe0和Tbp0),绝热至爆时间(tTIad),撞击感度50%落高(H50),热点起爆临界温度(Tcr),被350K环境包围的半厚和半径为1m的无限大平板、无限长圆柱和球形BTNEDA的热感度概率密度函数,相应于S(T)与T关系曲线最大值的峰温(TS(T)max),安全度(SD),临界热爆炸环境温度(Tacr)和热爆炸概率(PTE)。得到了评价BTNEDA热安全性的下列结果:(1)ΔcU(BTNEDA,s,298.15K)=-(3478.11±6.41)***-1和ΔfHmθ(BTNEDA,s,298.15K)=-(53.546.41)***-1;(2)T00=438.73K,TSADT=Te0=440.73K,Tp0=446.53K;Tbe0=449.88K,Tbp0=455.28K;(3)当EK=199.5kJ·mol-1,AK=1020.45s-1,cp=1.12J·g-1.K-1,Qd=3226J·g-1,T0=Te0=440.73K,T=Tb=455.26K,f(α)=3(1-α)2/3,a=10-3cm,ρ=1.87g·cm-3,t-t0=10-4s,Troom=293.15K和λ=0.00269J·cm-·1s-·1K-1,H50=15.03cm,tTIad=1.25s,Tcr,hot,spot=333.86K;对无限大平板,TS(T)max=350K,Tacr=345.47K,SD=28.55%,PTE=71.45%;对无限长圆柱,TS(T)max=354.5K,Tacr=349.73K,SD=39.31%,PTE=60.69%;对球,TS(T)max=357.00K,Tacr=352.42K,SD=45.81%,PTE=54.19%。运用密度泛函理论计算获得了BT-NEDA的优化构型及红外光谱,分析了其分子总能量、前沿轨道能量和原子净电荷分布。

关键词：物理化学 BTNEDA 热分解热安全性自加速分解温度热爆炸临界温度绝热至爆时间撞击感度50%落高由撞击引起的热点起爆临界温度安全度临界热爆炸环境温度热爆炸概率量子化学计算

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二(2,2,2-三硝基乙基)硝胺的热安全性和密度泛函理论研究(英文)

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火炸药学报 2013年第1期36卷 9-16页

借助二(2,2,2-三硝基乙基)硝胺(BTNNA)的恒容标准燃烧热(Qc),不同加热速率(β)非等温DSC曲线离开基线的初始温度(T0)、onest温度(Te)、最大峰顶温度,由Kissinger法和Ozawa法所得的热分解反应活化能(EKand Eo)和指前因子(AK),从方程lnβi... 详细信息

借助二(2,2,2-三硝基乙基)硝胺(BTNNA)的恒容标准燃烧热(Qc),不同加热速率(β)非等温DSC曲线离开基线的初始温度(T0)、onest温度(Te)、最大峰顶温度,由Kissinger法和Ozawa法所得的热分解反应活化能(EKand Eo)和指前因子(AK),从方程lnβi=ln[A0/be0(or p0)G(α)]+be0(or p0)Te(or p)i所得的be0(or p0)值,从方程lnβi=ln[A0/(αe0(orp0)+1)G(α)]+lnTe(or p)i所得的ae0(or p0)值,从方程ln(βi/Tei-T0i)=ln[A0/G(α)]+bTei所得的b值,从方程ln(βi/Tei-T0i)=ln[A0/G(α)[+alnTei所得的a值,估算的比热容(cp)、密度(ρ)、热导率(λ)和分解热(Qd,取爆热之半)数据,Zhang-Hu-Xie-Li公式,Hu-Yang-Liang-Xie公式,基于Berthelot方程和Harcourt-Esson方程计算热爆炸临界温度的公式,Smith方程,Friedman公式,Bruckman-Guillet公式,热力学公式和Wang-Du公式,计算了由理想燃烧反应和和Hess定律得到的BTNNA的恒容标准燃烧能ΔcU(BTNNA,s,298.15K)和标准生成焓ΔfHθm(BTNNA,s,298.15K),β0时的T0、Te和Tp值(T00、Te0和Tp0),热爆炸临界温度(Tbe和Tbp),绝热至爆时间(tTIad),撞击感度50%落高(H50),热点起爆临界温度(Tcr),被310K环境包围的半厚和半径为一米的无限大平板、无限长圆柱和球形BTNNA的热感度概率密度函数S(T),相应于S(T)vs T关系曲线最大值的峰温(TS(T)max),安全度(SD),临界热爆炸环境温度(Tacr)和热爆炸概率(PTE)。得到了评价BTNNA热安全性的下列结果:(1)ΔcU(BTNNA,s,298.15K)=-***-1和ΔfHθm(BTNNA,s,298.15K)=(14.08±0.53)***-1;(2)T00=356.89K,TSADT=Te0=374.75K,Tp0=430.04K,Tbe0=387.11K,Tbp0=439.20K;(3)当EK=***-1,AK=1012.865s-1,cp=1.21J.g-1.K-1,Qd=2725.88J.g-1,T0=Te0=430.04K,T=Tb=442.68K,f(α)=(1-α)n,a=10-3cm,ρ=***-3,t-t0=10-4s,Troom=293.15K,λ=31.4×***-1.s-1时,H50=12.50cm,tTIad=1.73(n=0)s,1.75(n=2)s,Tcr,hot,spot=446.41℃,对无限大平板,TS(T)max=303.5K,Tacr=298.77K,SD=14.57%,PTE=85.43%,对无限长圆柱,TS(T)max=308.5K,Tacr=303.82K,SD=25.57%,PTE=74.43%,对球,TS(T)max=312.0K,Tacr=307.02K,SD=33.67%,PTE=66.33%.运用HF/6-31+G*计算获得BT-NNA的优化构型,NMR化学位移对前沿轨道能量、原子净电荷及稳定化能进行了分析。

关键词：物理化学 BTNNA 热分解热安全性自加速分解温度热爆炸临界温度撞击感度

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用非等温DSC估算硝化棉B_(na)自催化分解反应热爆炸的临界温升速率

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火炸药学报 2015年第5期38卷 87-89,98页

作者：宋花玉张海胡荣祖姚二岗陕西省委党校科技部陕西西安710061 西北大学数学系/数据分析和计算化学研究所陕西西安710069 西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室陕西西安710065

基于Semenov的热爆炸理论和自催化反应的速率方程,导出了含能材料Bna自催化分解反应热爆炸的临界温升速率表达式。用非线性约束优化问题的信赖域算法计算出Bna自催化分解反应转向热爆炸时硝化棉(N质量分数13.54%)的临界温升速率,得到非... 详细信息

基于Semenov的热爆炸理论和自催化反应的速率方程,导出了含能材料Bna自催化分解反应热爆炸的临界温升速率表达式。用非线性约束优化问题的信赖域算法计算出Bna自催化分解反应转向热爆炸时硝化棉(N质量分数13.54%)的临界温升速率,得到非等温DSC条件下描述硝化棉Bna自催化分解反应的动力学方程。

关键词：物理化学临界温升速率非等温DSC 热爆炸 NC 信赖域算法自催化分解反应

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非线性等转化率的微、积分法及其在含能材料物理化学研究中的应用Ⅶ. HHTDD的热分解

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西北大学学报（自然科学版） 2010年第4期40卷 635-640页

作者：赵宏安胡荣祖张晓亮赵凤起张海高红旭王喜军冯煜马海霞西北大学信息科学与技术学院陕西西安710127 西安近代化学研究所陕西西安710065 西北大学数学系/数据分析与计算化学研究所陕西西安710127 西北大学化工学院陕西西安710069

目的揭示2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂三环[7.3.0.0^(3.7)]十二烷二酮-5,11(HHTDD)的放热分解动力学行为和对热抵抗能力。方法用高灵敏布鲁顿玻璃薄膜压力计研究空、高温低装填密度条件下HHTDD的熟分解过程。由热分解气... 详细信息

目的揭示2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂三环[7.3.0.0^(3.7)]十二烷二酮-5,11(HHTDD)的放热分解动力学行为和对热抵抗能力。方法用高灵敏布鲁顿玻璃薄膜压力计研究空、高温低装填密度条件下HHTDD的熟分解过程。由热分解气体的标准体积(V_H)对时间(t)的关系曲线,得到HHTDD在不同温度下热分解反应的初速(W_0)、极大速度(W_(max))、诱导期(t_(in))、半分解期(t_(1/2))、极大速度到达时间(t_(max))、极大速度常数(k_(max))和平均叠合系数(k_(dh))。用非线性等转化率微、积分法所得的表观活化能E_α校验由lgx(x=W_0,W_(max),t_(in),t_(1/2),t_(max),k_0,k_(max),k_(dh))-1/T关系得到的表观活化能E_a。借助不同加热速率(β)下非等温DSC曲线离开基线的初始温度(T_0),onset温度(T_e),峰顶温度(T_p),Kissinger法和Ozawa法求得的热分解反应的表观活化能E_K和E_O)和指前因子(A_K),微量热法确定的比热容(C_p),以及密度(ρ),热导率(λ)和分解热(Q_d,取爆热之半)数据,Zhang-Hu--ie-Li公式,Hu-Yang-Liang-Xie公式,Hu-Zhao-Gao公式,Zhao-Hu-Gao公式,Smith方程,Friedman公式和Bruckman-Guillet公式,计算HHTDD在β→0时的T_0,T_e和T_p值(T_(00),T_(e0)和T_(p0))、热爆炸临界温度(T_(be)和T_(bp))、绝热至爆时间(t_(TIad))、撞击感度50%落高(H_(50))和热点起爆临界温度(T_(cr))。结果 E_α与各特征值所得的对应E_a间的相对误差在±5%以内。得到了评价HHTDD热安全性的结果:T_(SADT)=T_(e0)=456.91K,T_(SADT)=T_(p0)=460.30K,T_(be0)=467.58K,T_(bp0)=470.03K,t_(TIad)=10.7s,H_(50)=20.40cm,T_(cr)=441.30K。结论 HHTDD有好的对热抵抗能力。

关键词： HHTDD 热分解 Bourdon玻璃薄膜压力计等转化率法表观活化能热安全性

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用DSC曲线数据估算硝化棉的C_nB和表观经验级数自催化分解反应热爆炸临界温升速率

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火炸药学报 2013年第5期36卷 72-76,81页

作者：姚二岗胡荣祖赵凤起张海王尧常象宇高红旭赵宏安西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室陕西西安710065 西北大学数学系/数据分析和计算化学研究所陕西西安710069 西安交通大学信息科学与系统科学研究所陕西西安710049 西北大学信息科学与工程学院陕西西安710069

采用非线性约束优化问题的信赖域算法,由不同升温速率(β)条件下硝化棉(NC,14.14%N)的DSC曲线数据得到了NC的n级自催化分解反应(Cn B)和表观经验级数自催化分解反应的动力学参数和动力学方程。并由计算得到的β→0时的onset温度(Te0),... 详细信息

采用非线性约束优化问题的信赖域算法,由不同升温速率(β)条件下硝化棉(NC,14.14%N)的DSC曲线数据得到了NC的n级自催化分解反应(Cn B)和表观经验级数自催化分解反应的动力学参数和动力学方程。并由计算得到的β→0时的onset温度(Te0),热爆炸临界温度(Tb),相应于Tb时的转化率(αb)和动力学参数值获得了NC的热爆炸临界温升速率值。结果表明,在非等温DSC条件下NC分解反应可用表观经验级数自催化反应速率方程dα/dt=1015.76exp(-170830/RT)(1-α)0.95+1015.76exp(-159070/RT)α1.81(1-α)1.16描述。NC由自催化分解转向热爆炸时的热爆炸临界温升速率值为0.060K/s。

关键词：物理化学临界温升速率非等温DSC 热爆炸 NC 信赖域方法

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自催化反应的速率方程、速率曲线特性方程、反应进度随时间和温度变化方程的导出途径及各方程在含能材料放热分解反应研究中的应用

自催化反应的速率方程、速率曲线特性方程、反应进度随时间和温度...

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中国化学会第五届全国热分析动力学与热动力学学术会议

作者：胡荣祖姚二岗张海王璞玉赵宏安赵凤起高红旭罗阳马海霞西北大学数学系/数据分析和计算化学研究所西北大学信息科学与工程学院西北大学化工学院

提出了经验级数自催化反应速率方程和13个派生式的导出途径。导出了描述自催化反应速率曲线特性[α和(dα/dt)]的方程和反应进度(α)随时间(t)和温度(T)变化的方程。编制了计算自催化反应动力学参数(E、A或E、A、E、A)、经验级数(m、n... 详细信息

提出了经验级数自催化反应速率方程和13个派生式的导出途径。导出了描述自催化反应速率曲线特性[α和(dα/dt)]的方程和反应进度(α)随时间(t)和温度(T)变化的方程。编制了计算自催化反应动力学参数(E、A或E、A、E、A)、经验级数(m、n、p)和α、(dα/dt)值的计算机程序。提出了描述六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)自催化分解反应的速率方程和硝化棉(NC)(12.82、12.97、13.54、13.61、13.86、13.88、14.14%N)自催化分解反应的动力学参数—催化系数K、速率曲线特性参数和α随t变化的方程。

关键词：物理化学自催化反应动力学参数曲线特性参数反应进度 HNIW NC

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