分子模擬在含能材料中的應(yīng)用

第1章緒論1
1.1含能材料1
1.2分子模擬方法1
1.2.1分子力學(xué)方法2
1.2.2分子動力學(xué)模擬2
1.2.3蒙特卡羅模擬2
1.2.4從頭算分子動力學(xué)3
1.3分子動力學(xué)模擬在含能材料中的應(yīng)用3
1.3.1分子動力學(xué)模擬在熱分解中的應(yīng)用3
1.3.2分子動力學(xué)模擬在晶體形貌中的應(yīng)用4
參考文獻(xiàn)5
第2章分子模擬8
2.1分子力場方法8
2.1.1經(jīng)典力場8
2.1.2反應(yīng)性力場10
2.2晶體生長預(yù)測模型11
2.2.1BFDH模型11
2.2.2Gibbs-Wulff晶體生長定律11
2.2.3周期性鍵鏈（PBC）理論11
2.2.4附著能（AE）模型12
2.2.5占據(jù)率模型14
2.2.6螺旋生長模型14
2.2.7Equilibrium模型15
2.2.8蒙特卡羅模擬15
2.2.9各生長預(yù)測模型的分析比較15
2.3電子結(jié)構(gòu)分析方法16
2.3.1Hirshfeld表面和指紋圖16
2.3.2約化密度梯度函數(shù)分析方法16
2.3.3分子表面靜電勢17
2.3.4鍵解離能計(jì)算17
2.3.5前線分子軌道17
2.3.6紅外振動光譜17
2.3.7態(tài)密度18
參考文獻(xiàn)18
第3章含能材料熱分解反應(yīng)分子動力學(xué)模擬22
3.1引言22
3.2高溫下RDX熱分解反應(yīng)分子動力學(xué)模擬22
3.2.1模擬細(xì)節(jié)與計(jì)算方法22
3.2.2模擬結(jié)果與分析23
3.2.3小結(jié)28
3.3高溫下TNT熱分解反應(yīng)分子動力學(xué)模擬28
3.3.1模擬細(xì)節(jié)與計(jì)算方法28
3.3.2模擬結(jié)果與分析28
3.3.3小結(jié)31
3.4高溫下HMX熱分解反應(yīng)分子動力學(xué)模擬32
3.4.1模擬細(xì)節(jié)與計(jì)算方法33
3.4.2模擬結(jié)果與分析33
3.4.3小結(jié)37
3.5高溫下HMX/Poly-NIMMO基混合炸藥分解機(jī)制38
3.5.1模擬細(xì)節(jié)與計(jì)算方法38
3.5.2模擬結(jié)果與分析39
3.5.3小結(jié)54
3.6高溫下HMX/HTPB基混合炸藥分解機(jī)理56
3.6.1模擬細(xì)節(jié)與計(jì)算方法56
3.6.2模擬結(jié)果與分析58
3.6.3小結(jié)72
3.7高溫下HMX/CL-20基混合炸藥分解機(jī)理73
3.7.1模擬細(xì)節(jié)與計(jì)算方法73
3.7.2模擬結(jié)果與分析75
3.7.3小結(jié)90
3.8高溫下HMX/DNAN基混合炸藥分解機(jī)理90
3.8.1模擬細(xì)節(jié)與計(jì)算方法90
3.8.2模擬結(jié)果與分析91
3.8.3小結(jié)106
參考文獻(xiàn)107
第4章含能材料結(jié)晶形貌的理論預(yù)測113
4.1引言113
4.2TKX-50晶體形貌預(yù)測113
4.2.1模擬細(xì)節(jié)與計(jì)算方法114
4.2.2TKX-50分子結(jié)構(gòu)的溶劑效應(yīng)研究115
4.2.3真空中TKX-50晶體生長形態(tài)預(yù)測120
4.2.4單溶劑中TKX-50晶體生長形態(tài)預(yù)測125
4.2.5FA/H2O混合溶劑中TKX-50晶體生長形態(tài)預(yù)測133
4.2.6TKX-50溶液生長理論模型比較與分析137
4.2.7TKX-50力場的修正143
4.2.8小結(jié)155
4.3HMX晶體形貌預(yù)測157
4.3.1模擬細(xì)節(jié)與計(jì)算方法158
4.3.2真空中HMX晶體形貌的預(yù)測158
4.3.3單溶劑中HMX晶體形貌預(yù)測163
4.3.4混合溶劑中HMX晶體形貌預(yù)測171
4.3.5HMX溶液生長理論模型比較與分析177
4.3.6溫度對HMX晶體形貌的影響180
4.3.7小結(jié)184
4.4RDX晶體形貌預(yù)測185
4.4.1模擬細(xì)節(jié)與計(jì)算方法185
4.4.2混合溶劑中RDX晶體形貌預(yù)測186
4.4.3小結(jié)193
4.5BTO晶體形貌預(yù)測193
4.5.1模擬細(xì)節(jié)與計(jì)算方法194
4.5.2模型尺寸對計(jì)算的影響196
4.5.3BTO晶體結(jié)構(gòu)分析197
4.5.4BTO在真空中的晶形和晶面分析198
4.5.5甲醇溶劑中BTO晶體形貌預(yù)測201
4.5.6小結(jié)203
參考文獻(xiàn)204
第5章高聚物黏結(jié)炸藥力學(xué)性能的分子動力學(xué)模擬210
5.1引言210
5.2ε-CL-20/F2311 PBX力學(xué)性能和結(jié)合能的分子動力學(xué)模擬210
5.2.1計(jì)算模型與計(jì)算方法211
5.2.2MD模擬211
5.2.3高聚物濃度對PBX力學(xué)性能和結(jié)合能的影響211
5.2.4溫度對PBX力學(xué)性能和結(jié)合能的影響213
5.2.5小結(jié)214
5.3HNS/EP-35 PBX力學(xué)性能的分子動力學(xué)模擬215
5.3.1計(jì)算模型與計(jì)算方法215
5.3.2MD模擬216
5.3.3高聚物濃度對PBX力學(xué)性能的影響216
5.3.4溫度對PBX力學(xué)性能的影響217
5.3.5小結(jié)218
5.4PYX基PBX力學(xué)性能和結(jié)合能的分子動力學(xué)模擬218
5.4.1聚合物與PYX分子間相互作用219
5.4.2PYX不同晶面與黏結(jié)劑構(gòu)建的PBX體系的MD模擬研究224
5.4.3溫度對PYX基PBX體系的影響236
參考文獻(xiàn)245
第6章耐熱含能化合物結(jié)構(gòu)與性能的研究248
6.1引言248
6.2四種耐熱含能化合物電子結(jié)構(gòu)的第一性原理研究248
6.2.1計(jì)算方法249
6.2.2分子結(jié)構(gòu)249
6.2.3引發(fā)鍵解離能(BDE)250
6.2.4Mulliken電荷布居分析251
6.2.5前線分子軌道(FMO)252
6.2.6分子靜電勢(MEP)254
6.2.7紅外振動光譜255
6.2.8小結(jié)256
6.3四種耐熱含能化合物中相互作用的第一性原理研究257
6.3.1計(jì)算方法257
6.3.2晶胞結(jié)構(gòu)優(yōu)化258
6.3.3約化密度梯度函數(shù)(RDG)258
6.3.4Hirshfeld表面和指紋圖260
6.3.5N—O…π相互作用262
6.3.6態(tài)密度(DOS)263
6.3.7小結(jié)263
6.4四種耐熱含能化合物熱分解反應(yīng)分子動力學(xué)研究264
6.4.1模擬方法265
6.4.2勢能(PE)演化267
6.4.3反應(yīng)物分子數(shù)量演化269
6.4.4產(chǎn)物分析270
6.4.5反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)分析271
6.4.6小結(jié)277
參考文獻(xiàn)278