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2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物晶体形貌的MD模拟
  • ISSN号:1006-9941
  • 期刊名称:《含能材料》
  • 时间:0
  • 分类:TJ55[兵器科学与技术—军事化学与烟火技术] O64[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]南京理工大学化学系,江苏南京210094, [2]盐城工学院化学与化工学院,江苏盐城224051
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:51472121,11471281),江苏省自然科学基金(BK20140466),江苏省博士后基金(141101C),江苏省双创博士(企业创新类)及江苏省大学生实践创新训练省指导项目(2014046)资助
中文摘要:

为探讨溶剂对炸药晶体形貌的影响机制和溶剂的选择依据,采用附着能(AE)模型预测2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)在真空的晶体形貌,确定其主要生长晶面;并运用分子动力学(MD)模拟研究ANPyO晶面与溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的相互作用及其本质,进而通过修正的AE模型预测其在DMF中的晶体形貌。结果表明:ANPyO在真空中的晶体形状接近椭圆,主要生长晶面为(110)、(100)、(11—2)及(10.1)面。溶剂与晶面间存在较强相互作用,径向分布函数分析表明相互作用能主要包括范德华作用,库仑作用和氢键。在溶剂DMF中,晶面的修正附着能绝对值顺序为(110)〈(11—2)〈(10—1)〈(100),ANPyO晶体形貌接近片状,与已有实验结果一致。此外,DMF分子在ANPyO晶面的扩散系数研究结果表明,扩散系数与修正附着能绝对值成线性关系,晶体生长形貌亦受溶剂扩散能力的影响。

英文摘要:

In order to understand the mechanism of the effect of solvent on the crystal morphology of explosives, and provide a gist for solvent selection, the attachment energy (AE) models were employed to predict the growth morphology and the main crystal faces of 2,6-diamino-3,5- dinitropyridine-1 -oxide(ANPyO) in vacuum. The molecular dynamics (MD) simulation was applied to investigate the interaction of ANPyO crystal faces and N, N-dimethylformamide (DMF) solvent, and the growth habit of ANPyO in DMF was predicted using the modified AE model. Results indicate that the morphology of ANPyO crystal in vacuum is dominated by the four faces of (11 0), (1 0 0), (10 -1) and (11 -2), and the crystal shape is similar to ellipsoid. The radial distribution function analysis shows that the solvent- crystal face interactions mainly consist of van der Waals forces, coulomb interaction and hydrogen bonds. In DMF, the absolute value of the corrected attachment energies change in the order of (110) 〈(112 ) 〈 (10 -1 )〈 (100) ,which causes the crystal morphology to become very close to a flake and accords well with the experiment results. Furthermore, the analysis of diffusion coefficient of DMF molecules on ANPyO crystal faces shows that diffusion coefficient changes linearly with the absolute value of the corrected attachment energies, and the growth habit is also affected by the diffusion capacity of solvent.

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期刊信息
  • 《含能材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科协
  • 主办单位:中国工程物理研究院
  • 主编:田勇
  • 地址:四川省绵阳市919信箱310分箱
  • 邮编:621999
  • 邮箱:HNCL01@caep.cn
  • 电话:0816-2485362
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-9941
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1489/TK
  • 邮发代号:62-31
  • 获奖情况:
  • 获首届《中国学术期刊(光盘版)检索与评价数据规...,四川省第二届优秀期刊评比中荣获编辑加工奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5442