[發(fā)明專利]一種RDX與石蠟缺陷晶體復(fù)合體系的模擬方法

在審

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• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN107563110A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖繼軍;鄒文秀
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心32203
• 代理人: 薛云燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分子模擬計算領(lǐng)域，特別是一種RDX缺陷晶體及其復(fù)合體系的模擬方法。

背景技術(shù)

RDX是一種白色粉末晶體，由于能量高、威力大、化學(xué)穩(wěn)定性和熱安性好等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于軍用武器和民用爆破，然而其感度較大，應(yīng)用受到一定限制。幾十年來，關(guān)于RDX各種性質(zhì)的研究報道有很多，但是這些文獻(xiàn)中大多數(shù)研究主體為RDX完美晶體，并且研究的主要內(nèi)容集中在影響完美RDX感度的因素，并提出改善感度的方法。然而，實際上，由于晶體在生長過程中受外界因素的干擾，因此實際得到的晶體是缺陷的，這些缺陷的存在會使晶體能量升高從而感度升高。

借助計算機的發(fā)展，關(guān)于缺陷RDX的報道日趨增多。先前Kuklja通過量子化學(xué)研究空位對RDX晶體影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)多個空位缺陷復(fù)合是由于空位周圍分子彼此吸引導(dǎo)致的。之后Boyd通過MD研究RDX孔缺陷周圍分子的熱行為，得到孔缺陷周圍的分子運動與溫度有關(guān)。最近Xiao等人研究了五種類型缺陷的RDX及以其為基的PBX的結(jié)構(gòu)與感度，以RDX引發(fā)鍵的最大鍵長關(guān)聯(lián)體系的感度，揭示不同類型的缺陷與感度存在一定的關(guān)系。但是，上述方法都不能從能量角度反映缺陷晶體感度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種簡單安全、效果好、成本低的RDX與石蠟缺陷晶體復(fù)合體系的模擬方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是：一種RDX與石蠟缺陷晶體復(fù)合體系的模擬方法，包括如下步驟：

步驟1，用材料工作站打開RDX的晶體信息文件，把文件中所有的N-O單鍵改為虛雙鍵；

步驟2，建立(2×2×3)、(1×1×3)和(2×2×2)超胞模型，沿著(100)和(110)晶面切割(2×2×3)超胞模型，沿著(120)和(210)晶面切割(1×1×3)超胞模型，沿著(111)晶面切割(2×2×2)超胞模型，得到切割模型；

步驟3，建立正三十烷烴分子鏈，將構(gòu)建好的4條正三十烷烴分子鏈逐步壓縮并進(jìn)行分子動力學(xué)模擬，直至正三十烷烴分子鏈的密度達(dá)到理論值；

步驟4，在步驟2所得切割模型的上部設(shè)置真空層，并用壓縮后的正三十烷烴分子鏈填充該真空層，建立與該切割模型對應(yīng)的復(fù)合體系模型；

步驟5，用Materials Studio確定RDX模型及其與石蠟復(fù)合模型的球心，在球心處移除6個分子，得到含不同孔徑的RDX缺陷晶體及其復(fù)合體系的模型；

步驟6，對RDX缺陷晶體及其復(fù)合體系的模型退火，并對收集的軌跡進(jìn)行分析。

優(yōu)選地，步驟1所述材料工作站采用軟件Materials Studio，晶體信息文件是以X-ray衍射晶體數(shù)據(jù)為依據(jù)的RDX晶體的cif文件。

優(yōu)選地，步驟2所述的建立超胞模型，沿不同晶面切割各個超胞模型，得到切割模型，具體為：對于(2×2×3)RDX超晶胞，首先建立2a×2b×3c超胞模型，其中a、b、c為RDX晶體的晶胞參數(shù)，然后點擊MS任務(wù)欄中的Build，選擇Surfaces，再選其中的Cleave Surface，其中cleave plane填入切割晶面，點擊Cleave建立切割模型；其他超胞的建立及切割按照上述方法。

優(yōu)選地，步驟6所述對RDX缺陷晶體及其復(fù)合體系的模型退火，并對收集的軌跡進(jìn)行分析，具體為：在MS的Forcite模塊，對RDX缺陷晶體及其復(fù)合體系模型進(jìn)行1ns的退火模擬，共收集100個軌跡，并對收集的軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

優(yōu)選地，所述cleave plane中分別填入100、110、120、210、111，得到的5種切割模型都含有144個RDX分子數(shù)。

優(yōu)選地，所述退火模擬的起始和終止溫度分別為290k和10k，循環(huán)100次。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點在于：(1)切割模型使用Materials Studio建立，操作簡單，模型清晰直觀；(2)不同孔徑缺陷晶體高聚物復(fù)合體系的模擬更深層次反應(yīng)了晶體結(jié)構(gòu)與感度的關(guān)系；(3)切割不同晶面進(jìn)行模擬比較，對界面性能了解更細(xì)致。

附圖說明

圖1是本發(fā)明RDX與石蠟缺陷晶體復(fù)合體系的模擬方法的流程示意圖。

圖2是五種切割模型圖，其中(a)為RDX(100)切割模型圖，(b)為RDX(110)切割模型圖，(c)為RDX(111)切割模型圖，(d)為RDX(120)切割模型圖，(e)為RDX(210)切割模型圖。

圖3是(2×2×3)超晶胞的(100)晶面的切割復(fù)合模型圖。