基于分子与晶体的含能材料撞击感度的预测方法研究

发布时间：2023-04-02 00:49

　　安全性是含能材料(EMs)最重要的性能之一,常以感度标度之,可接受的感度才能保证EMs的安全使用。然而,由于与EMs的多层次结构及理化性质,刺激方式和环境条件相关,感度具有较严重的不确定性问题,这是导致EMs感度可预测性差的根本原因。基于此,本文基于含能化合物的完美晶相结构,开展量子化学、分子动力学(MD)及统计分析研究,提出了预测撞击感度的新模型,建立了桥连实验与MD评估含能化合物热安定性的方法,并初步提出了理论计算与实验测试相结合的撞击感度分级方法。本文不仅拓展了撞击感度的研究方法,还提出了新的感度预测方法,将有助于含能化合物的分子设计和认知EMs的感度机制。本文主要的研究内容和结果如下:1)运用密度泛函理论的方法对在组成、结构和撞击感度方面具有高度差异性的20种CHNO含能分子进行了结构优化计算和能量计算,基于“热点”理论,提出自增殖系数(SIPC,k)以反映EMs的自增殖点火能力,并将k和其他撞击感度相关性指标分别与撞击感度(H₅₀)相关联。结果表明,k与H₅₀的相关性优于其他指标。通过具有高度多样性的148种含能分子进一步验证了SI...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 含能材料撞击感度因素的研究现状
        1.2.1 分子层次含能材料撞击感度的影响因素
        1.2.2 晶体层次含能材料撞击感度的影响因素
    1.3 预测含能材料撞击感度数值模型的研究进展
        1.3.1 单线性回归模型
        1.3.2 二元和多元线性回归模型
        1.3.3 人工神经网络模型
    1.4 本论文的选题意义及研究内容
2 理论计算与模拟方法
    2.1 密度泛函理论
    2.2 分子动力学(MD)方法
        2.2.1 分子力场
        2.2.2 反应性力场(ReaxFF)
        2.2.3 系综
3 自增殖系数:高效预测含能分子撞击感度的模型研究
    3.1 引言
    3.2 理论方法
        3.2.1 计算方法
        3.2.2 SIPC模型
    3.3 SIPC的验证
        3.3.1 验证对象
        3.3.2 撞击感度测量值的引用
        3.3.3 结果讨论与分析
    3.4 SIPC的应用
    3.5 本章小结
4 基于分子动力学模型评估含能材料热安定性
    4.1 引言
    4.2 理论与分析方法
        4.2.1 分子动力学模拟
        4.2.2 分析方法
    4.3 结果讨论与分析
        4.3.1 基于体系分子分解率的热分解温度
        4.3.2 基于体系势能演化的热分解温度
        4.3.3 基于体系重要中间产物和稳定小分子产物的热分解温度
        4.3.4 桥连实验与MD评估含能化合物热安定性
    4.4 本章小节
5 含能化合物撞击感度分级方法的探索研究
    5.1 引言
    5.2 计算方法与分级原则
        5.2.1 理论计算方法
        5.2.2 分级原则
    5.3 结果讨论与分析
        5.3.1 计算结果
        5.3.2 分级结果讨论与分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作及展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果



本文编号：3778191