分子空位缺陷对环三亚甲基三硝胺含能材料几何结构、电子结构及振动特性的影响?

• 作者: 彭亚晶 蒋艳雪
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 空位缺陷 含能材料 电子结构 振动特性
• 年，卷（期）: 2015,（24）
• 所属期刊栏目: 原子和分子物理学
• 页码范围: 243102-0-243102-9
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.64.243102

摘要

含能材料中的微观缺陷是导致“热点”形成并相继引发爆轰的重要因素。然而，由于目前人们对材料内部微观缺陷的认识不足，限制了对含能材料中“热点”形成微观机理的理解，进而阻碍了含能材料的发展和应用。为了洞悉含能材料内部微观缺陷特性及探索缺陷引发“热点”的形成机理，利用第一性原理方法研究了分子空位缺陷对环三亚甲基三硝胺(RDX)含能材料的几何结构、电子结构及振动特性的影响，探讨了微观缺陷对初始“热点”形成的基本机理。采用周期性模型分析了分子空位缺陷对RDX几何结构、电子能带结构、电子态密度及前线分子轨道的影响。采用团簇模型分析了分子空位缺陷对RDX振动特性的影响。结果发现，分子空位缺陷的存在使其附近的N—N键变长，分子结构变得松弛；使导带中很多简并的能级发生分离，电子态密度减小，并使由N-2p和O-2p轨道形成的导带底和价带顶均向费米面方向移动，降低了能带隙值，增加了体系活性。前线分子轨道及红外振动光谱的计算分析表明，分子缺陷使最高已占分子轨道电荷主要集中在缺陷附近的分子上，且分子中C—H键和N—N键能减弱。这些特性表明，分子空位缺陷的存在使体系能带隙变小，并使缺陷附近的分子结构松弛，电荷分布增多，反应活性增强；在外界能量激发下，缺陷附近分子将变得不稳定，分子中的C—H键或N—N键较易先发生断裂，发生化学反应释放能量，进而成为形成“热点”的根源。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	彭亚晶	渤海大学物理系	9	35	4.0	5.0
5	蒋艳雪	渤海大学物理系	2	7	1.0	2.0