混合溶剂对CL-20/HMX共晶炸药的影响研究

发布时间：2022-10-30 10:31

　　2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷（CL-20）和1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷（HMX）同为高能单质炸药,但是高能量存在的同时,较高灵敏度的存在限制了它们的进一步使用。共晶技术作为能用于平衡炸药能量和灵敏度,并提高炸药安全性的一种改性办法而受到研究者的广泛关注。本文通过分子动力学和量子化学方法研究了混合溶剂对CL-20/HMX共晶炸药形成和晶体形貌的影响,为今后含能材料在混合溶剂中的设计与研究提供参考。本文研究内容及创新型研究成果如下:（1）通过分子动力学方法构建了溶剂模型,计算了不同溶剂的溶解度参数,对比分析了溶剂的可混溶性。研究了各组分混合溶剂间的径向分布函数（RDF）和CL-20、HMX在各溶剂中的溶剂化自由能等。分析结果表明混合溶剂是可行的,并且在选择混合溶剂组分时除了考虑溶剂的可混溶性还要综合考虑溶质与溶剂间的相互作用。（2）首次构建了CL-20/HMX-混合溶剂界面模型来研究混合溶剂组分对共晶炸药形成及形貌的影响。选用五种不同的溶剂,即异丙醇、乙醇、甲醇、丙酮和二甲基亚砜。根据CL-20/HMX的重要生长面... 

【文章页数】：84 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 共晶炸药的研究现状
        1.2.2 溶剂对晶体影响的研究现状
    1.3 计算方法与原理
        1.3.1 密度泛函理论
        1.3.2 分子力学方法
        1.3.3 分子动力学方法
    1.4 主要研究内容
2 不同溶剂的混溶性研究
    2.1 引言
    2.2 计算模型与方法
        2.2.1 模型构建
        2.2.2 分子动力学模拟
    2.3 溶解度参数的计算
    2.4 混合溶剂的选择
    2.5 分子间相互作用
    2.6 溶解自由能
    2.7 本章小结
3 混合溶剂对CL-20/HMX共晶作用的对比研究
    3.1 引言
    3.2 晶体形貌预测模型
        3.2.1 BFDH模型
        3.2.2 附着能模型
        3.2.3 螺旋生长模型
        3.2.4 修正附着能模型
    3.3 计算方法
        3.3.1 理论
        3.3.2 分子动力学模拟
        3.3.3 量子化学计算
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 晶格参数与力场选择
        3.4.2 晶体表面与极性
        3.4.3 溶剂对晶体生长的影响
        3.4.4 溶剂扩散分析
        3.4.5 隐式溶剂模型
        3.4.6 协同效应分析
        3.4.7 吸附能
        3.4.8 晶体习性
    3.5 本章小结
4 不同比例混合溶剂对CL-20/HMX共晶形成的影响
    4.1 引言
    4.2 模型构建与计算方法
        4.2.1 模型构建
        4.2.2 计算方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 晶体表面溶剂分子行为
        4.3.2 非共价相互作用分析
        4.3.3 结合能分析
        4.3.4 晶体表面的溶剂分布
        4.3.5 附着能的变化
        4.3.6 晶体形貌
    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
攻读硕士学位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]Materials Studio 8.0在晶体结构教学中的应用[J]. 笪良国,张倩茹.  淮南师范学院学报. 2019(02)
[2]黑索今在乙酸乙酯‐水二元混合溶剂中的溶解特性的模拟（英文）[J]. 李静,金韶华,徐子帅,吴娜娜,兰贯超,陈树森,王东旭.  含能材料. 2019(05)
[3]FOX-7在H2O/DMF溶剂中的结晶形貌预测[J]. 刘宁,周诚,武宗凯,舒远杰,王伯周,赵强莉,王文亮.  含能材料. 2018(06)
[4]FOX-7在DMSO-H2O二元混合体系中的结晶研究[J]. 刘璐,刘才林,杨海君,郝世龙,周小清,李洪珍.  含能材料. 2018(08)
[5]混合溶剂对β-HMX结晶形貌影响的分子动力学模拟（英文）[J]. 陈芳,刘圆圆,王建龙,苏宁宁,李丽洁,陈红春.  物理化学学报. 2017(06)
[6]溶剂化自由能理论计算方法研究进展[J]. 于玲,张娜,张野.  化工设计通讯. 2016(04)
[7]分子动力学模拟计算超临界CO2的溶解度参数[J]. 罗辉,王睿,范维玉,李兆敏,马涛,南国枝.  石油学报(石油加工). 2015(01)
[8]CL-20/TNT共晶炸药的制备与理论性能[J]. 杨宗伟,黄辉,李洪珍,周小清,李金山,聂福德.  含能材料. 2012(02)
[9]离子液体-DMSO混合溶剂精制RDX的研究[J]. 任白玉,王鹏,李清霞,孟子晖,王伯周,葛忠学.  含能材料. 2010(06)
[10]HMX溶解度的测定及关联[J]. 姜夏冰,张景林,王金英,梁逸群.  河南化工. 2009(03)



本文编号：3698725