含能材料的安全性機(jī)制是含能材料領(lǐng)域一個十分重要但又非常復(fù)雜的問題,其安全性取決于材料多層次的結(jié)構(gòu)、刺激的方式以及外部環(huán)境等。在分子水平上,一般認(rèn)為其感度與分子的穩(wěn)定性有關(guān);在晶體層次上,分子的堆積模式、晶體的形貌、尺寸以及缺陷等都會影響炸藥的感度;在更大的器件層次上,器件的形狀,尺寸以及表界面結(jié)構(gòu)等也都會影響感度。因此,研究炸藥的組成與結(jié)構(gòu)對其感度和反應(yīng)特性的影響規(guī)律具有重要意義。本文選擇目前綜合性能突出的單質(zhì)炸藥HMX為研究對象,采用量子化學(xué)方法、晶體結(jié)構(gòu)分析方法研究了HMX的三種晶型及HMX基共晶的結(jié)構(gòu)特征,在原子分子水平上給出共晶炸藥的分子間相互作用細(xì)節(jié)與規(guī)律。利用DFTB方法對三種晶型的HMX在熱加載條件下的反應(yīng)進(jìn)行研究,探索其動力學(xué)過程,揭示了不同晶型的熱分解機(jī)理。主要內(nèi)容如下:首先,研究了三種HMX單晶型和十一種HMX共晶的晶體結(jié)構(gòu)特性對晶體穩(wěn)定性的影響機(jī)制,結(jié)果表明（1）多晶型HMX中,堆積模式為波浪狀的β-HMX相對穩(wěn)定;堆積模式含有規(guī)則的空腔結(jié)構(gòu)的δ-HMX感度高,此空腔結(jié)構(gòu)可能是易形成熱點(diǎn)主要因素之一;（2）HMX基共晶中配體分子的結(jié)構(gòu)會影響晶體堆積模式。其次,研究... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

HMX分子的兩種穩(wěn)定構(gòu)象[1]

中北大學(xué)學(xué)位論文意義在于：對于某個分子 Hirshfeld 面內(nèi)的任意一點(diǎn)，其“前分子”對該點(diǎn)電子密超過 50%，大于“前晶體”中其它分子對該點(diǎn)電子密度的貢獻(xiàn)，從而可以認(rèn)為這間位于該分子內(nèi)部。由 Hirshfeld 面的基本定義看出，晶體中某個分子的 Hi僅僅是該分子幾何構(gòu)型的簡單函數(shù)，而是由晶體中該分子及其近鄰的其它分子“前分子”電子密度共同定義，其形狀和大小與分子所處的化學(xué)環(huán)境密切相關(guān)。的 Hishfeld 面包含了該分子與近鄰所有分子間的相互作用信息。

2.2（a）dnorm在 Hirshfeld 面上的投影；（b）Hirshfeld 面對應(yīng)的二維指紋圖；（c）基于分析獲得的分子間不同相互作用的貢獻(xiàn)構(gòu)造 Hirshfeld 面的基礎(chǔ)上，通過二維指紋圖進(jìn)一步對分子間相互作用的類Hirshfeld 面上任意一點(diǎn)表示為（di，de），通過 di和 de可以很容易對 Hirsh區(qū)域的相互作用類型和大小進(jìn)行定性描述。di+de越小表示原子-原子間相短，相互作用越強(qiáng)，反之則相互作用越弱。在指紋圖中，將 Hirshfeld 面每 di和 de值投射到 di—de平面坐標(biāo)系上，并根據(jù)（di，de）點(diǎn)分布頻率的大表示可得到 Hirshfeld 面的二維指紋圖，如圖 2.2（b）所示。晶體中任何對子其指紋圖也是唯一的，這也是利用指紋圖判斷分子在晶體中所處環(huán)境的中的顏色可以區(qū)分（di，de）點(diǎn)的密集程度，紅色和藍(lán)色分別表示密集和此，我們可以根據(jù) Hirshfeld 面和指紋圖上的顏色分布來確定相互作用的距度。而且根據(jù)種分子間不同類型相互作用在 Hirshfeld 面上所占面積比率，內(nèi)分子間不同類型相互作用的貢獻(xiàn)。


本文編號：2896049