含能晶体高压行为的理论研究+文献综述(2)
对于高能晶体的结构和性质的研究，经历了一个漫长的过程。最早的关于高能晶体的结构和性质的计算和模拟，主要是是运用半经验的分子轨道(MO)的方法，来研究气相孤立分子的结构和性质。之后，科研工作者在开始将量子化学中的相关概念引入晶体的研究中。人们开始进行电子结构和理论模拟方面的研究，并对晶体中的原子的个性特征和化学键进行了更深入的研究。在密度泛函数理论（DFT)的第一性原理（first-principles)计算方法的基础上，新型材料的理论设计和理论计算方面取得了突破性进展。南京理工大学化工学院分子与材料计算研究所进行了大量高能晶体的理论研究工作。通过运用周期性DFT方法，选择多种泛函对晶体进行校正优化，进而进行了大量的理论计算。通过理论计算，含能材料的能带、态密度、差分电荷密度、吸收光谱、轨道和布局分析等方面进行研究，并总结了含能材料晶体在不同压力下结构和性质的变化规律，为寻找和设计合适的含能材料做出了大量的理论贡献。
2 介绍
2.1 5,5'-联四唑-1,1'-二氧羟胺盐
5,5'-联四唑-1,1'-二氧羟胺盐（TKX-50）是一种新型的含能材料，它的制备安全快捷，通过它的X射线衍射、核磁共振和振动光谱、差示扫描量热法、光谱灵敏度等方面的表征结果证实，这一新型含能材料与许多含能材料相比，具有较为优异的性能。这种新型的高性能的材料，正在渐渐变得为公众所知。这种化合物的不同之处就在于，它是一种制备简单、安全高效并且便宜可用的高性能炸药。TKX-50扩展了新开发的新型氧化化学反应过程，是一种毒性低、热不敏感、高能量且容易制备的新型含能材料，可作为军用炸药黑索金(RDX)的理想替代物，是一种典型的高能量低敏度的新型材料。它的分子式中含有联四唑环，而唑环性质比较稳定，具有芳香性，因此，唑类物质比其他胺类叠氮偶氮化合物拥有更稳定的性质，唑环与富氧离子结合可以形成性质优良的新型离子盐含能材料TKX-50，该离子盐除了上述诸多优点之外，还具有产物清洁，爆炸生成气体量大等特点
2.2 1,3-双 - （硝基亚氨基）-1,2,3-三唑阴离子
1,3-双 - （硝基亚氨基）-1,2,3-三唑阴离子是一种高氮的高能阴离子，具有一个链交替的9原子的共振结构。在实验、计算和结果分析方面，这种共振结构被广泛讨论。由于其能量高，敏感度好，可作为一种新型的高能炸药。并且相关研究已经证实，1,3-双 - （硝基亚氨基）-1,2,3-三唑阴离子具有较高的热稳定性，同时其的机械感度很高。
3 不同压力下的1,3-双 - （硝基亚氨基）-1,2,3-三唑阴离子晶体的结构和性质
3.1 计算方法
本文采用的计算方法是用CASTEP软件中基于超软Vanderbilt赝势和平面波基组的DFT方法。自洽基态是通过由共轭确定的梯度法得到的，而电子波的函数是通过由密度混合最小化的方法所得到的。晶体结构的弛豫是通过采用Broyden, Fletcher, Goldfarb,和 Shannon (BFGS)方法确定的。结构的优化是基于减少计算的力和应力的大小直到他们比规定的公差收敛标准小为止。因此，可以指定某一外部应力发生变化建立模型，来模拟系统在盈利导致的拉伸、压缩和剪切等作用时发生的变化。在这种情况内部应力张量一直迭代，直到它变成等于所施加的外部压力。色散校正的DFT（DFT-D）通过的方法是在GGA(广义梯度近似）和PBE (Perdew–Burke–Ernzerhof)条件下的Grimme (GGA/PBE-D1)和TS(GGA/PBE-D2)算法。平面波基组的截断能设定为340eV。K点由Monkhorst方案计算产生，计算的K点网格进行采样为3 × 3 × 2。动能截止和k点的值由晶格确定，以确保总的收敛能量。晶体在不同压力下的焓由等式（1）计算：
上一篇：硝仿肼的安全工艺合成研究
下一篇：某复合燃料的安全性研究+文献综述