無論是在軍事還是工業(yè)領(lǐng)域,單質(zhì)含能化合物遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)實(shí)中的需求,將多種含能化合物按照一定比例進(jìn)行混合或者加入特定的添加劑得到具有特定性能的高能混合體系（high-energy hybrid system,HEHS）獲得廣泛的應(yīng)用。固體推進(jìn)劑（Solid Rocket Propellant,SRP）是一種典型的高能混合體系,其配方也日趨復(fù)雜多樣化,隨之而來的是組分之間相互作用的復(fù)雜化,不同組分之間相互作用對(duì)體系性能會(huì)產(chǎn)生較大的影響。另外為了進(jìn)一步提高混合高能體系的性能,通過改善其中某些組分的品性來實(shí)現(xiàn)整體性能的提升。本文從兩個(gè)方面展開研究:利用量子化學(xué)計(jì)算的方法研究了固體推進(jìn)劑中幾種常用氧化劑（RDX、HMX、CL-20、AP和ADN）與金屬Al之間的相互作用,首次研究了三元體系（RDX-AP/Al）之間的相互作用;另外研究了兩種含能離子鹽（AP,ADN）與PDO形成共晶復(fù)合物的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性,并對(duì)共晶復(fù)合物的性質(zhì)進(jìn)行研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:1)借助密度泛函理論（DFT）研究了三種硝胺炸藥（RDX、HMX和CL-20）與Al（11 1）表面之間的相互作用,分別從吸附結(jié)構(gòu)、吸附能、電荷轉(zhuǎn)移、... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：122 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

固體推進(jìn)劑主要成分發(fā)展歷程

善其性能，吡啶基-N-氧化物是一種良好的受體，比如[4"4"-聯(lián)吡啶]1,1"-二氧化物（BPDO）、反式雙（4-吡啶基）環(huán)氧乙烷（BPED）和PDO，它們都有可能與AP和ADN中的NH4+之間形成氫鍵，但是由于BPDO與BPED含有較大的碳骨架不利益共晶的形成，所以選擇PDO作為雙受體。然而，雖然在含能材料領(lǐng)域共晶技術(shù)愈發(fā)受到重視，但是由于先天的共晶設(shè)計(jì)困難和離子之間產(chǎn)生的強(qiáng)相互作用的影響，除了藥物領(lǐng)域[52,62,63]，共晶技術(shù)在中性化合物和離子鹽領(lǐng)域的研究尚未取得重大進(jìn)展。又因?yàn)樵诠簿гO(shè)計(jì)中缺乏超分子，使得這些問題在含能材料領(lǐng)域顯得更加復(fù)雜。無論是對(duì)于含能化合物還是含能離子鹽，共晶技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用都十分迫切。目前研究的主要內(nèi)容有：共晶前驅(qū)體的理論篩癬共晶結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)和共晶分子間作用力的研究、晶體成核生長(zhǎng)機(jī)制以及大規(guī)模生產(chǎn)使用等，總之在含能共晶的道路上，我們?nèi)沃氐肋h(yuǎn)，也期待能夠更好的將其應(yīng)用于高能混合體系。上述5種含能材料和PDO的分子結(jié)構(gòu)式與如圖1-2所示。圖1-2RDX，HMX，CL-20，AP，ADN和PDO的分子結(jié)構(gòu)式Fig.1-2ChemicalstructuresofRDX,HMX,CL-20,AP,ADNandPDO.1.3計(jì)算與分析的理論方法1.3.1密度泛函理論基于量子力學(xué)并根據(jù)密度泛函理論（densityfunctionaltheory,DFT）[64-67]，材料的10

函數(shù)的數(shù)值大小差異就可以將“原子核附近”和“分子邊緣”區(qū)域去掉，由于“弱相互作用區(qū)域”和“化學(xué)鍵附近”的 RDG 函數(shù)值、|▽?duì)?r)|值都比較小，不易區(qū)分，但是 ρ(r)存在一定的差異。因此，結(jié)合 RDG 函數(shù)和 ρ(r)函數(shù)，就可以確定分子中哪些區(qū)域涉及弱相互作用。還可以利用得到的可視化結(jié)果了解相互作用的類型和強(qiáng)度。實(shí)際上，該分析方法可以視為 AIM 方法的擴(kuò)展，RDG 封閉的等值面一般包圍著相應(yīng)的臨界點(diǎn)，如果某個(gè)弱相互作用在其臨界點(diǎn)處 ρ(r)較大，由于 ρ(r)的連續(xù)性，一般在周圍區(qū)域 ρ(r)也會(huì)較大。所以，將 ρ(r)的數(shù)值大小以不同的色彩映射到 RDG 等值面上，相互作用的強(qiáng)度就一目了然[78]。不同作用類型的 RDG 等值面顏色和相對(duì)應(yīng)的特征數(shù)值如圖 1-3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]The smart precursors of energetic–energetic cocrystals from eutectic precursors[J]. Hua-Rong Li,Yuan-Jie Shu,Chi Song,Ling Chen,Rui-Juan Xu,Xue-Hai Ju.  Chinese Chemical Letters. 2014(05)
[2]含CL-20的改性雙基推進(jìn)劑的熱行為及非等溫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)（英文）[J]. 徐司雨,趙鳳起,儀建華,胡榮祖,高紅旭,李上文,郝海霞,裴慶.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2008(08)
[3]基于質(zhì)譜的六硝基六氮雜異伍茲烷熱分解動(dòng)力學(xué)[J]. 董林茂,李曉東,楊榮杰.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2008(06)
[4]ADN推進(jìn)劑的研究發(fā)展[J]. 任曉雪,趙鳳起,鄭斌.  飛航導(dǎo)彈. 2007(12)



本文編號(hào)：3536920