当前位置:主页 > 科技论文 > 材料论文 >

CL-20共晶及其复合材料结构与性能MD模拟研究

发布时间:2018-06-11 23:28

  本文选题:CL-20/HMX共晶炸药 + CL-20/DNB共晶炸药 ; 参考:《南京理工大学》2015年硕士论文


【摘要】:本文采用分子动力学(MD)模拟方法,对CL-20/HMX与CL-20/DNB共晶及其复合体系,在COMPASS力场和不同温度下进行NPT-MD模拟。对于CL-20/HMX共晶及其复合体系,首先对ε-CL-20、β-HMX、CL-20/HMX混合与共晶体系进行不同温度下MD模拟。结果表明,随温度升高,ε-CL-20、CL-20/HMX混合与共晶体系中引发键(N-N02)最大键长Lmax显著增大,且Lmax值满足CL-20/HMX(共晶)CL-20/HMX(混合)ε-CL-20;混合与共晶体系内聚能密度CED、 CL-20与HMX之间结合能Ebind均随温度单调递减,并且CL-20/HMX共晶CED和Ebind均高于对应混合体系CED、Ebind值,表明共晶较简单混合体系更能显著降低体系感度、提高安全性和热力学稳定性。其主要归因于CL-20/HMX共晶体系不同组分之间存在强相互作用(氢键和vdW)。对相关函数g(r)揭示氢键作用主要由CL-20中H与HMX中O以及HMX中H与CL-20中O构成。与ε-CL-20和β-HMX相比,CL-20/HMX混合与共晶体系刚性减小、延展性均得到改善,但CL-20/HMX共晶仍属脆性,不能直接付诸实用,预示高聚物粘结炸药(PBXs)的必要性。随后分别添加Estane 5703和HTPB粘结剂构建PBXs模型,进行295 K MD模拟。发现含Estane 5703PBX稳定性和相容性更佳,g(r)揭示了粘结剂与基炸药界面相互作用的方式。添加少量粘结剂Estane 5703或HTPB,均使体系力学性能得到改善,并揭示其致钝机理。对于CL-20/DNB共晶及其复合体系,首先对ε-CL-20与DNB晶体、CL-20/DNB混合与共晶,进行不同温度下MD模拟研究,得出与CL-20/HMX共晶类似的结论,再次说明形成共晶要比简单将两种单体炸药混合更加钝感。与8-CL-20与DNB晶体相比,CL-20/DNB共晶与混合体系力学性能均得到改善。为提高CL-20/DNB共晶炸药的实际使用价值,改善其安全性和力学性能,首先以Lmax关联感度,预测CL-20/DNB共晶不同晶面的感度相对大小。随后选择HTPB和PEG作为粘结剂,沿其敏感晶面(001)面构建两种PBXs模型进行295 K MD模拟研究。结果表明PEG与共晶基炸药的相容性优于HTPB;与CL-20/DNB共晶相比,PBXs体系刚性减小,延展性增强,且粘结剂HTPB比PEG在改变共晶炸药力学性能进而致钝的效果较好。
[Abstract]:The NPT-MD simulation of CL-20 / HMX and CL-20 / DNB eutectic and its composite system is carried out by using molecular dynamics (MD) simulation under different temperature and force field. For CL-20 / HMX eutectic and its composite system, MD simulation of 蔚 -CL-20, 尾 -HMXCL-20 / HMXCL-20 / HMX mixed and eutectic system was carried out at different temperatures. The results show that with the increase of temperature, the maximum bond length Lmax of 蔚 -CL-20 / CL-20 / HMX and eutectic system increases significantly, and the Lmax value of CL-20 / HMX (mixed) 蔚 -CL-20; the binding energy Ebind between CL-20 and HMX decreases monotonously with the temperature. The CED and Ebind values of CL-20 / HMX eutectic are higher than those of the corresponding mixed system, which indicates that eutectic can significantly reduce the sensitivity of the system and improve the safety and thermodynamic stability compared with the simple mixed system. It is mainly attributed to the strong interaction between different components of CL-20 / HMX eutectic system (hydrogen bond and vdWN). The hydrogen bond is mainly composed of H and HMX in CL-20 and O in H and CL-20 in HMX. Compared with 蔚 -CL-20 and 尾 -HMX, the rigidity and ductility of CL-20 / HMX / HMX mixed and eutectic system decreased and the ductility was improved. However, CL-20 / HMX eutectic was still brittle and could not be directly applied, indicating the necessity of polymer bonded explosive (PBXs). Then the PBXs model was constructed by adding Estane 5703 and HTPB binder respectively and simulated with 295K MD. It is found that the better stability and compatibility of PBX containing Estane 5703 reveal the mode of interaction between binder and base explosive. The mechanical properties of the system were improved by adding a small amount of binder Estane 5703 or HTPB, and the mechanism of its obtuse was revealed. For CL-20 / DNB eutectic and its composite system, the mixing and eutectic of 蔚 -CL-20 and DNB crystal CL-20 / DNB are studied by MD simulation at different temperatures, and the results are similar to those of CL-20 / HMX eutectic. Again, the formation of eutectic is more obtuse than simply mixing two monomers. Compared with 8-CL-20 and DNB crystals, the mechanical properties of CL-20 / DNB eutectic and mixed systems are improved. In order to improve the practical use value of CL-20 / DNB eutectic explosive and improve its safety and mechanical properties, the relative sensitivity of CL-20 / DNB eutectic surface was predicted by using the Lmax correlation sensitivity. Then HTPB and PEG were selected as binders and two PBXs models were constructed along their sensitive crystal planes to simulate 295K MD. The results show that the compatibility of PEG with eutectic explosive is better than that of HTPB.The rigidity of PBXs system decreases and the ductility is enhanced compared with CL-20 / DNB eutectic system, and the binder HTPB is better than PEG in changing the mechanical properties of eutectic explosives and resulting in obtuse.
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB33

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 林鹤;张琳;朱顺官;李洪珍;彭新华;;HMX/FOX-7共晶炸药分子动力学模拟[J];兵工学报;2012年09期

2 马坤;;药物共晶的筛选技术及热力学研究进展[J];药学进展;2010年12期

3 卫春雪;段晓惠;刘成建;刘永刚;李金山;;环四甲撑四硝胺/1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯共晶炸药的分子模拟研究[J];化学学报;2009年24期

4 程开甲,程漱玉;论共晶结构的机理[J];稀有金属材料与工程;2002年06期

5 王玉平;杨宗伟;李洪珍;王建华;周小清;张祺;;CL-20/DNB共晶炸药的制备与表征[J];含能材料;2013年04期

6 刘淑祺;张启运;陈云林;;Al-Si共晶合金变质机理的探讨(Ⅲ)——模拟系Zn-Ge共晶变质的研究[J];金属学报;1987年04期

7 胡秀莲,李世春;Zn-5Al 合金铸态共晶结构的研究[J];材料工程;1997年11期

8 陈学文;宋菊;唐海谊;郑颖;;药物共晶筛选与理化性质研究进展[J];中国医药工业杂志;2012年08期

9 ;软磁共晶复合材料[J];仪表材料;1972年S2期

10 许宝才;赵忠民;张龙;杨润泽;马玉峰;;燃烧合成高强韧Al_2O_3/YSZ共晶系复合管陶瓷内衬[J];稀有金属材料与工程;2007年S1期

相关会议论文 前2条

1 杨宗伟;李洪珍;周小清;黄辉;李金山;聂福德;;共晶技术在含能材料中的应用[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年

2 李卓民;邓文礼;;1’3-二氢螺(芴-9,2’-萘嵌间二氮杂苯)的合成,单晶与共晶研究[A];中国化学会第27届学术年会第05分会场摘要集[C];2010年

相关博士学位论文 前1条

1 张婷婷;药物共晶的设计、合成与性质研究[D];吉林大学;2014年

相关硕士学位论文 前8条

1 孙婷;CL-20共晶及其复合材料结构与性能MD模拟研究[D];南京理工大学;2015年

2 郭长艳;基于分子间非共价键相互作用的共晶炸药的制备与表征[D];西南科技大学;2013年

3 毛会林;药物共晶的制备与分析研究[D];天津大学;2009年

4 洪东;三种新型钝感含能材料共晶[D];南京理工大学;2013年

5 邢娇娇;新型药物共晶的合成及表征[D];吉林大学;2011年

6 刘利爽;药物共晶的制备与性能表征[D];吉林大学;2010年

7 边林;药物共晶的设计合成与表征[D];天津大学;2013年

8 杨欢;双苯氟嗪—苯甲酸共晶的研究[D];河北医科大学;2013年



本文编号:2007144

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2007144.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a2ab4***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com