几种多态含能材料构型转变的DFT研究

作     者：姚如意 张树海 苟瑞君 李连强 YAO Ru-yi;ZHANG Shu-hai;GOU Rui-jun;LI Lian-qiang

作者机构：中北大学环境与安全工程学院山西太原030051 兵器工业卫生研究所陕西西安710065 

出 版 物：《火炸药学报》 (Chinese Journal of Explosives & Propellants)

年 卷 期：2020年第43卷第2期

页      面：139-144页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082604[工学-军事化学与烟火技术] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0826[工学-兵器科学与技术] 0827[工学-核科学与技术] 0703[理学-化学] 

主　　题：量子化学 RDX HMX CL-20 FOX-7 过渡态结构 构型转变 吉布斯自由能 

摘      要：为了从分子层面上对含能材料不同分子构型间的转变情况有一个直观认识,借助Gaussian 09软件,运用密度泛函理论(DFT),采用TS算法搜寻β-RDX→α-RDX、γ-HMX→β-HMX、ε-CL-20→β-CL-20及β-FOX-7→α-FOX-7在分子构型转变过程中的过渡态结构,确定了它们的构型转变过程;并通过计算吉布斯自由能随构型转变路径的变化,比较多态含能材料分子构型转变的难易程度。结果表明,由亚稳晶型到稳定晶型的转变首先会越过过渡态,克服自由能能垒转变为亚稳态结构,实现β-RDX→α-RDX、γ-HMX→β-HMX、ε-CL-20→β-CL-20及β-FOX-7→α-FOX-7分子构型转变分别需要克服的自由能能垒分别为5.25、22.21、9.69和10.24kJ/mol。因此,常温常压下β-RDX→α-RDX、γ-HMX→β-HMX、ε-CL-20→β-CL-20及β-FOX-7→α-FOX-7构型转变的难度大小排序为:HMXFOX-7CL-20RDX。