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时间:2020-04-21
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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
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