CL-20基复合药剂的理论设计与研究

发布时间：2021-04-26 06:06

　　2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷（CL-20）是目前能量密度较高的单质炸药之一,高感度引起的较差安全性导致CL-20的应用受到限制。本论文利用分子动力学（MD）、量子化学和实验方法研究了CL-20基共晶和镕铸炸药,为今后CL-20基复合药剂的设计与研究提供参考。主要研究内容与研究成果如下:1)根据取代基的种类、位置和数量设计了一系列硝基吡唑类化合物,使用量子化学计算方法系统的研究了该类化合物与CL-20分子间作用对感度的影响。利用分子中原子（AIM）和非共价键作用（NCI）分析方法研究了复合物的分子间相互作用,计算了复合物的相互作用能。利用引发键和分子表面静电势（ESP）分析研究了复合物的感度。最后得到复合物分子间作用类型、稳定性和感度的变化规律。2)基于MD、蒙特卡罗（MC）和量子化学中的通用溶剂模型（SMD）研究了3,4-二硝基吡唑（DNP）和CL-20的共晶结构。使用MD方法研究了分子摩尔比和溶剂对DNP/CL-20共晶的影响。使用MC方法预测了DNP/CL-20共晶炸药最可能的晶体结构,利用晶体空间自由体积分析了共晶的感度。利用SM... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号表和缩写词
1 绪论
    1.1 研究背景、目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 共晶炸药的研究
        1.2.2 熔铸炸药的研究
    1.3 计算原理与分析方法
        1.3.1 密度泛函理论
        1.3.2 分析方法
        1.3.3 分子力学计算方法
    1.4 主要研究内容
2 硝基吡唑化合物与CL-20分子间作用的研究
    2.1 引言
    2.2 计算方法
    2.3 分子间作用
        2.3.1 结构分析
        2.3.2 能量分析
        2.3.3 AIM和NCI分析
    2.4 感度分析
    2.5 本章小结
3 硝基吡唑/CL-20共晶炸药的研究
    3.1 引言
    3.2 DNP/CL-20共晶炸药的理论研究
        3.2.1 模型与计算方法
        3.2.2 结合能分析
        3.2.3 机械性能
        3.2.4 晶体结构预测与分析
        3.2.5 溶剂效应
        3.2.6 爆轰性能
        3.2.7 小结
    3.3 MTNP/CL-20共晶炸药的理论与实验研究
        3.3.1 实验与计算方法
            3.3.1.1 实验方法
            3.3.1.2 计算模型与方法
        3.3.2 单晶衍射数据
        3.3.3 晶体生长面与极性
        3.3.4 溶剂效应对晶体形貌的影响
            3.3.4.1 吸附能
            3.3.4.2 晶体形貌
        3.3.5 溶剂效应对晶体生长的影响
        3.3.6 协同效应
        3.3.7 小结
    3.4 本章小结
4 硝基吡唑/CL-20熔铸炸药的研究
    4.1 引言
    4.2 熔铸载体炸药DNP/MTNP低共熔物的研究
        4.2.1 实验与计算方法
            4.2.1.1 分子动力学模拟
            4.2.1.2 量子化学计算
        4.2.2 实验方法
        4.2.3 低共熔温度分析
            4.2.3.1 熔点预测
            4.2.3.2 相图分析
        4.2.4 分子间作用分析
            4.2.4.1 复合物结构
            4.2.4.2 相互作用能
            4.2.4.3 NCI分析
        4.2.5 稳定性与安定性分析
        4.2.6 爆轰性能
        4.2.7 小结
    4.3 熔铸炸药的分子动力学研究
        4.3.1 计算方法
        4.3.2 结合能分析
        4.3.3 晶面和分子结构分析
        4.3.4 小结
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
附录
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]3,4-二硝基吡唑与六硝基六氮杂异伍兹烷分子间相互作用的理论研究[J]. 朱双飞,张树海,苟瑞君,韩刚.  含能材料. 2018(03)
[2]DNAN基熔铸炸药工艺特性[J]. 牛国涛,金大勇,罗一鸣,曹少庭,王亲会.  兵工自动化. 2014(07)
[3]熔铸炸药研究现状与发展趋势[J]. 郑保辉,罗观,舒远杰,王平胜.  化工进展. 2013(06)
[4]熔铸混合炸药用载体炸药评述[J]. 王亲会.  火炸药学报. 2011(05)
[5]装药缺陷对熔铸炸药爆速影响的实验研究[J]. 王宇,芮久后,冯顺山.  北京理工大学学报. 2011(07)
[6]高分子材料模拟中的分子力学法和力场[J]. 王艺峰,程时远,王世敏,陈艳军.  高分子材料科学与工程. 2003(01)

博士论文
[1]新型分子开关的理论研究：量子化学与分子动力学模拟相结合[D]. 王兴勇.南京大学 2013



本文编号：3160881