硝胺类炸药晶体生长的理论研究

发布时间：2024-06-11 03:44

　　目前,对于炸药结晶方法和技术的研究还主要基于实验，即通过不断调节实验的条件及优化结晶的工艺而获得，对结晶过程中最根本的问题，即晶体成核和生长过程及其机理缺少研究。分子模拟可从原子分子尺度来认识晶体成核和生长的动态过程，解释影响成核和晶体生长的主要因素，获得有关溶剂、溶质、晶面相互作用的微观信息，为发展高品质炸药的结晶技术提供理论支撑。本论文以1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮环杂辛烷（HMX）为研究对象，基于晶体生长原理，运用分子动力学方法，构建两种不同的理论模型,对HMX的晶体生长进行了理论研究。此外，论文还运用第一原理方法对铝锂系金属间化合物进行了模拟。主要内容包括： 1.选用二甲亚砜（DMSO）为溶剂，研究了不同温度下HMX分子的结晶过程。构建了一个含有20个HMX分子和100个DMSO分子的溶液模型，对构建好的模型进行几何优化，对优化好的模型进行分子动力学模拟。基于平衡后的模拟系统，计算DMSO分子和HMX分子的扩散系数、DMSO分子和HMX分子之间的结合能。结果表明温度为358K时，HMX分子的扩散系数最大，与DMSO之间的结合能最小，最有利于晶核的形成；HMX分子...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1四种晶型奥克托今结晶外观图

HMX是一种白色结晶，在室温到熔点这一温度区间内，存在有α、β、γ和δ四种晶型，它们在一定温度下可以相互转化（α→δ，193-201°C；β→δ，167-183°C；γ→δ，175-182°C；α→β，116°C），且有不同的稳定温度范围，其物理常数也不同。β-HMX属....

图1-2β-HMX分子的构象

它们的外观见图1-1四种晶型奥克托今结晶外urkindsofcrystallizedm且密度最大，机械感度最此我们在模拟研究中选择β同一个平面上，两个氨基氮下。其分子的立体结构见

图1-3熔融硝基甲烷结晶模拟示意图

图1-3熔融硝基甲烷结晶模拟示意图-3Schematicforcrystallizationsimulationofnitromethanefrmelt图中可以看出作者采用的是三体系模型，中间部分为熔融的硝

图1-4模拟温度为190K时（100）面上结晶体系的结构特征

与液体相邻的两个上下面是硝基甲烷晶体的（100）面（或者（01）和（110）面），最后在晶面的上层添加一定厚度的真空层（研不加真空层则在模拟相同的时间内没有晶体产生）。模拟完成以拟后体系的径向分布函数，分子密度，方向参数和分子的自扩散分析。图1-4为文中作者对距离生长晶面9....

本文编号：3992357