炸藥晶體中分子所處的微觀環(huán)境對其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及其對外部刺激的響應有非常重要的影響。本論文運用密度泛函理論（DFT）、密度泛函緊束縛（DFTB）和DFTB分子動力學（DFTB-MD）方法,系統(tǒng)研究了高壓下理想晶體TEX（4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧雜-4,10-二氮雜四環(huán)-[5.5.0.05,903,11]-十二烷）、共晶炸藥CL-20（2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮雜異伍茲烷）:HMX（],3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮雜環(huán)辛烷）和含空位缺陷NTO（5-硝基-3-氧-2,4-二-H-二氫化-1,2,4-三唑）的晶體結(jié)構(gòu)、能量性質(zhì)、電子結(jié)構(gòu)、光學性質(zhì)和力學性能;研究了含孿晶缺陷HMX、HMX納米顆粒和TATB（1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯）納米顆粒的結(jié)構(gòu)、能量性質(zhì)、電子結(jié)構(gòu)和振動性質(zhì),以及高溫下HMX納米顆粒的初始分解機理和宏觀反應動力學。其主要內(nèi)容包括以下四個部分:（一）理想晶體TEX、共晶炸藥CL-20:HMX和含空位缺陷NTO晶體的高壓行為運用周期性DFT方法,研究了 0-100 GPa下TEX晶體的幾何結(jié)構(gòu)、... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

TEX晶體的單胞結(jié)構(gòu)和原子序數(shù)

?Ｃ＃〇６Ｈ６?＼??＼?Ｈ２?！?ｃ４?〇Ａ??１??］ａ?ｘＩ??圖３．１?ＴＥＸ晶體的單胞結(jié)構(gòu)和原子序數(shù)??３．２晶體結(jié)構(gòu)??為驗證計算方法的可靠性，在ＯＧＰａ下，分別采用三種方法優(yōu)化ＴＥＸ的晶體結(jié)構(gòu)，??艮Ｐ?ＬＤＡ／ＣＡ－ＰＺ泛函和共軛梯度近似（ＧＧＡ）中ＰＢＥ和ＰＷ９］泛函（ＧＧＡ／ＰＢＥ和??ＧＧＡ／ＰＷ９１）?表３．１列出不同計算方法得到的ＴＥＸ晶胞參數(shù)以及實驗值。由表??３．１可見，ＬＤＡ／ＣＡ－ＰＺ方法計算值相比ＧＧＡ方法與實驗值更接近，且ＧＧＡ方法都高??估了晶格參數(shù)。許多研究表明，采用ＧＧＡ方法高估含能晶體ＲＤＸ、ＴＡＴＢ和季戊四醇??四硝酸酯（ＰＥＴＮ）的晶格參數(shù)，而ＬＤＡ方法一般則低估［１（）７］。這與我們的結(jié)果一致。???表３．１?０?ＧＰａ下丁￡Ｘ晶胞參數(shù)的計算值與實驗值???方法?，，??晶胞參數(shù)?實驗值丨丨叫???ＬＤＡ／ＣＡ－ＰＺ?

３?ａ）玉下ＴＥＸ晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)?博士學位論文??變：其鍵角和體積在此突變處也不連續(xù)。突變后其晶格參數(shù)收縮趨勢顯著降低。兩種泛??函預測的〇：、０和ｙ隨著壓力增加而增加，且在３５－４０?ＧＰａ處增加最快，隨后在６１?ＧＰａ??（或６２?ＧＰａ）處發(fā)生突變�？紤]到ＰＢＥ－Ｄ與其他兩種方法預測的結(jié)果接近，且更接近??ＰＢＥ方法的計算值，因此本章主要采用ＣＡ－ＰＺ方法研究ＴＥＸ晶體的高壓行為。??如圖３．２ａ所示，ＴＥＸ單胞體積在６１?ＧＰａ或６２?ＧＰａ處突變，其體積分別增加０．２４°／。??（ＣＡ－ＰＺ）或０．１５％?（ＰＢＥ）。這是因為在突變位置處晶格常數(shù)６顯著增加的緣故。圖??３．３給出突變前后ＴＥＸ分子位置的變化。如圖３．３所示，晶胞內(nèi)分子間相對位移沿軸??發(fā)生約１?Ａ的突變，并伴隨著Ｎ－Ｎ０２形變。為研究晶體中突變是否為一階突變，通常需??要由其結(jié)構(gòu)參數(shù)、體積變化和放熱來綜合判斷＾圖３．４給出高壓下ＴＥＸ的焓變（Ｊ／／）。??體系的焓值定義為其中和Ｆ分別為晶胞總能、壓力和體積。由圖??３．４可見，體系的在突變處有較明顯的增加，表明體系結(jié)構(gòu)突變時吸熱。??Ｑ?６１?ＧＰａ

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Banding and electronic structures of metal azides——Sensitivity and conductivity[J]. 肖鶴鳴,李永富.  Science in China,Ser.B. 1995(05)



本文編號：2941209