共晶、缺陷和纳米炸药结构与性质的理论研究
发布时间：2020-12-27 05:48
炸药晶体中分子所处的微观环境对其结构、性质以及其对外部刺激的响应有非常重要的影响。本论文运用密度泛函理论（DFT）、密度泛函紧束缚（DFTB）和DFTB分子动力学（DFTB-MD）方法,系统研究了高压下理想晶体TEX（4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环-[5.5.0.05,903,11]-十二烷）、共晶炸药CL-20（2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷）:HMX（],3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷）和含空位缺陷NTO（5-硝基-3-氧-2,4-二-H-二氢化-1,2,4-三唑）的晶体结构、能量性质、电子结构、光学性质和力学性能;研究了含孪晶缺陷HMX、HMX纳米颗粒和TATB（1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯）纳米颗粒的结构、能量性质、电子结构和振动性质,以及高温下HMX纳米颗粒的初始分解机理和宏观反应动力学。其主要内容包括以下四个部分:（一）理想晶体TEX、共晶炸药CL-20:HMX和含空位缺陷NTO晶体的高压行为运用周期性DFT方法,研究了 0-100 GPa下TEX晶体的几何结构、...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
TEX晶体的单胞结构和原子序数
?Ｃ＃〇６Ｈ６?＼??＼?Ｈ２?！?ｃ４?〇Ａ??１??］ａ?ｘＩ??图３．１?ＴＥＸ晶体的单胞结构和原子序数??３．２晶体结构??为验证计算方法的可靠性，在ＯＧＰａ下，分别采用三种方法优化ＴＥＸ的晶体结构，??艮Ｐ?ＬＤＡ／ＣＡ－ＰＺ泛函和共轭梯度近似（ＧＧＡ）中ＰＢＥ和ＰＷ９］泛函（ＧＧＡ／ＰＢＥ和??ＧＧＡ／ＰＷ９１）?表３．１列出不同计算方法得到的ＴＥＸ晶胞参数以及实验值。由表??３．１可见，ＬＤＡ／ＣＡ－ＰＺ方法计算值相比ＧＧＡ方法与实验值更接近，且ＧＧＡ方法都高??估了晶格参数。许多研究表明，采用ＧＧＡ方法高估含能晶体ＲＤＸ、ＴＡＴＢ和季戊四醇??四硝酸酯（ＰＥＴＮ）的晶格参数，而ＬＤＡ方法一般则低估［１（）７］。这与我们的结果一致。???表３．１?０?ＧＰａ下丁￡Ｘ晶胞参数的计算值与实验值???方法?，，??晶胞参数?实验值丨丨叫???ＬＤＡ／ＣＡ－ＰＺ?
３?ａ）玉下ＴＥＸ晶体的结构和性质?博士学位论文??变：其键角和体积在此突变处也不连续。突变后其晶格参数收缩趋势显著降低。两种泛??函预测的〇：、０和ｙ随着压力增加而增加，且在３５－４０?ＧＰａ处增加最快，随后在６１?ＧＰａ??（或６２?ＧＰａ）处发生突变。考虑到ＰＢＥ－Ｄ与其他两种方法预测的结果接近，且更接近??ＰＢＥ方法的计算值，因此本章主要采用ＣＡ－ＰＺ方法研究ＴＥＸ晶体的高压行为。??如图３．２ａ所示，ＴＥＸ单胞体积在６１?ＧＰａ或６２?ＧＰａ处突变，其体积分别增加０．２４°／。??（ＣＡ－ＰＺ）或０．１５％?（ＰＢＥ）。这是因为在突变位置处晶格常数６显著增加的缘故。图??３．３给出突变前后ＴＥＸ分子位置的变化。如图３．３所示，晶胞内分子间相对位移沿轴??发生约１?Ａ的突变，并伴随着Ｎ－Ｎ０２形变。为研究晶体中突变是否为一阶突变，通常需??要由其结构参数、体积变化和放热来综合判断＾图３．４给出高压下ＴＥＸ的焓变（Ｊ／／）。??体系的焓值定义为其中和Ｆ分别为晶胞总能、压力和体积。由图??３．４可见，体系的在突变处有较明显的增加，表明体系结构突变时吸热。??Ｑ?６１?ＧＰａ
【参考文献】：
期刊论文
[1]Banding and electronic structures of metal azides——Sensitivity and conductivity[J]. 肖鹤鸣,李永富. Science in China,Ser.B. 1995(05)
本文编号：2941209
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
TEX晶体的单胞结构和原子序数
?Ｃ＃〇６Ｈ６?＼??＼?Ｈ２?！?ｃ４?〇Ａ??１??］ａ?ｘＩ??图３．１?ＴＥＸ晶体的单胞结构和原子序数??３．２晶体结构??为验证计算方法的可靠性，在ＯＧＰａ下，分别采用三种方法优化ＴＥＸ的晶体结构，??艮Ｐ?ＬＤＡ／ＣＡ－ＰＺ泛函和共轭梯度近似（ＧＧＡ）中ＰＢＥ和ＰＷ９］泛函（ＧＧＡ／ＰＢＥ和??ＧＧＡ／ＰＷ９１）?表３．１列出不同计算方法得到的ＴＥＸ晶胞参数以及实验值。由表??３．１可见，ＬＤＡ／ＣＡ－ＰＺ方法计算值相比ＧＧＡ方法与实验值更接近，且ＧＧＡ方法都高??估了晶格参数。许多研究表明，采用ＧＧＡ方法高估含能晶体ＲＤＸ、ＴＡＴＢ和季戊四醇??四硝酸酯（ＰＥＴＮ）的晶格参数，而ＬＤＡ方法一般则低估［１（）７］。这与我们的结果一致。???表３．１?０?ＧＰａ下丁￡Ｘ晶胞参数的计算值与实验值???方法?，，??晶胞参数?实验值丨丨叫???ＬＤＡ／ＣＡ－ＰＺ?
３?ａ）玉下ＴＥＸ晶体的结构和性质?博士学位论文??变：其键角和体积在此突变处也不连续。突变后其晶格参数收缩趋势显著降低。两种泛??函预测的〇：、０和ｙ随着压力增加而增加，且在３５－４０?ＧＰａ处增加最快，随后在６１?ＧＰａ??（或６２?ＧＰａ）处发生突变。考虑到ＰＢＥ－Ｄ与其他两种方法预测的结果接近，且更接近??ＰＢＥ方法的计算值，因此本章主要采用ＣＡ－ＰＺ方法研究ＴＥＸ晶体的高压行为。??如图３．２ａ所示，ＴＥＸ单胞体积在６１?ＧＰａ或６２?ＧＰａ处突变，其体积分别增加０．２４°／。??（ＣＡ－ＰＺ）或０．１５％?（ＰＢＥ）。这是因为在突变位置处晶格常数６显著增加的缘故。图??３．３给出突变前后ＴＥＸ分子位置的变化。如图３．３所示，晶胞内分子间相对位移沿轴??发生约１?Ａ的突变，并伴随着Ｎ－Ｎ０２形变。为研究晶体中突变是否为一阶突变，通常需??要由其结构参数、体积变化和放热来综合判断＾图３．４给出高压下ＴＥＸ的焓变（Ｊ／／）。??体系的焓值定义为其中和Ｆ分别为晶胞总能、压力和体积。由图??３．４可见，体系的在突变处有较明显的增加，表明体系结构突变时吸热。??Ｑ?６１?ＧＰａ
【参考文献】：
期刊论文
[1]Banding and electronic structures of metal azides——Sensitivity and conductivity[J]. 肖鹤鸣,李永富. Science in China,Ser.B. 1995(05)
本文编号：2941209
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/2941209.html
