RDX晶体形貌的分子模拟与预测-论文.pdf

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1、RDX晶体形貌的分子模拟与预测文章编号：1006—9941(2013)05—0583—06RDX晶体形貌的分子模拟与预测陈刚，王风云(南京理工大学工业化学研究所，江苏南京210094)摘要：用BFDH(Bravais—Friedel—Donnary—Harker)和AE(AttachmentEnergy)模型预测了d晶形黑索今(Ol—RDX)的晶体形貌。结果表明，形态学上重要生长面是：(111)，(020)，(002)，(200)和(210)面，其中(111)面是最重要的生长面。RDX晶体重要生长面结构

2、分析表明，(210)，(002)，(200)和(111)是极性晶面，而(020)是非极性晶面，其中(210)晶面极性最强。根据晶面极性预测在极性溶剂中，(210)面将成为RDX晶体形态上重要生长面，(111)面的重要性降低，而(020)面将会在晶体生长过程中逐渐消失。丙酮溶剂重结晶RDX实验表明，RDX晶体形貌上最终显露的生长面是：(210)，(111)，(002)和(200)面，而(020)面已消失。关键词：物理化学；RDX；晶体形貌；BFDH模型；AE模型；晶面结构中图分类号：TJ55；Cl64文献

3、标识码：ADOl：10．3969／j_issn．1006—9941．2O13．05．005形貌的影响。RDX，作为HMX的同系物，二者结构相1引言似，性质也十分接近，查阅文献发现目前人们尚未从理论上对RDX晶体形态进行深入研究，因此在前人研究黑索今(RDX)是一种爆炸性能良好的单质炸药，的基础上，本研究借助MaterialsStudio分子模拟软在民用和军用领域具有广泛应用。RDX存在和件，采用BFDH(Bravais—Friede1．Donnary—Harker)和两种晶型，在常温常压下O1．RDX性

4、质稳定而B-RDXAE(AttachmentEnergy)模型，预测了真空下RDX晶极其不稳定，因此OL．RDX更具使用价值。RDX晶体形貌，获得其形态学上重要生长晶面，对重要生长晶体形貌对其堆积密度、感度、爆炸性能等性能有显著影面的结构进行分析，并从理论上预测极性溶剂丙酮对响，因此研究RDX形貌控制技术有重要意义。封雪松RDX晶体形貌的影响，预测结果与实验结果一致，为等通过重结晶工艺制备的RDX晶体形貌规整圆RDX形貌控制技术提供一定的理论支持。滑，增加了晶体颗粒的表观密度。王元元等¨采用溶剂一非溶剂

5、重结晶法得到的RDX晶体形状规则，晶体2预测模型和模拟内部缺陷减少，其感度也随之降低。赵雪等以环己2．1预测模型酮作为溶剂重结晶得到了球形化RDX晶体，降低了其BFDH模型最早由Bravais和Friedel提出，随撞击感度和摩擦感度。后得到Donnay和Harkerlo]的进一步完善。他们认随着计算机技术的快速发展，借助分子模拟软件为，生长最慢的晶面在形态学上具有最重要性(M．，．)，可以从理论上对炸药晶体的生长形态进行模拟。汤崭与晶面间距d⋯成正比，与晶面线性生长速率成反比，等对HMX晶体进行模拟，

6、得到了真空下的HMx晶即：M．⋯OCd⋯OC1／R⋯体形貌和生长习性。段晓惠等模拟了HMx的和BFDH模型基于晶体内部结构，结合了晶胞尺寸、B晶型的形貌，同时预测了在强极性质子溶剂中HMX空间群特征和消光条件来预测晶体形貌，但没有考虑晶体可能的晶体形态。任晓婷等计算了TATB的晶到晶体内部化学键作用。体形态和生长习性，研究了表面活性剂对TATB晶体AE模型是Hartman和Bennema⋯于1980年提收稿日期：2013．04—03；修回日期：2013-05—29出的，定义在结晶过程中，E．为生长出一片

7、厚度为d川作者简介：陈刚(1987一)，男，在读博士，主要从事含能材料理论计算的晶片(Slice)所释放的能量，E为一个晶片附着到研究。e-mail：cgwater@yahoo．com．cn晶体表面上所释放的能量，二者之和等于该晶体的晶通讯联系人：王风云(1960一)，男，教授，主要从事新型含能材料合成格能ElaI，即由结晶颗粒形成晶体时平均每分子所释和应用研究。e—mail：ici—njust@yahoo．caCHINESEJOURNALOFENERGETICMATERIALS含能材料2013年第21

8、卷第5期(583—588)陈刚，王风云放的能量，即：Elaf1El+EAE模型认为，附着能最低的晶面，其线性生长速率最慢，具有形态学上最大重要性，因此晶面的线性生长速率R⋯与该面的附着能成正比，即：lIocR⋯本研究采用上述两种模型来预测真空下RDX晶体形貌，真空是指不考虑晶体生长的外部环境，例如溶剂、温度等条件。2．2模拟从剑桥结构数据库(CSD)获得一RDX单晶胞结构(后文提到的RDX默认都是饯一晶型)，CSD参考编号是CTMTNA。通