【摘 要】
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熔点是判断含能化合物能否成为熔铸载体的最基本要素,因此如何降低含能化合物的熔点,是现今熔铸载体的研究重点之一。低共熔物是两种或两种以上物质形成的熔点较低的混合物,是降低熔点的有效手段。但在近些年的报道中,主要侧重于低共熔物的合成和表征,对于低共熔物的形成机理与组分间相互作用的研究较少。氮杂环唑类化合物由于其生成焓高、感度低、爆轰性能好的优点,渐渐得到了人们的关注。本文采用分子动力学研究了氮杂环唑类
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熔点是判断含能化合物能否成为熔铸载体的最基本要素,因此如何降低含能化合物的熔点,是现今熔铸载体的研究重点之一。低共熔物是两种或两种以上物质形成的熔点较低的混合物,是降低熔点的有效手段。但在近些年的报道中,主要侧重于低共熔物的合成和表征,对于低共熔物的形成机理与组分间相互作用的研究较少。氮杂环唑类化合物由于其生成焓高、感度低、爆轰性能好的优点,渐渐得到了人们的关注。本文采用分子动力学研究了氮杂环唑类低共熔物以及熔铸炸药的性能,为后续熔铸载体的研究提供方向。本文主要工作如下:（1）构建了不同质量比的MDNI/MTNP和MTNI/MTNP共混物来研究组分的质量比和种类对低共熔物形成和稳定性的影响,并实验制备了MDNI/MTNP共混物。在240-480K温度范围内进行了分子动力学模拟,分析了MDNI/MTNP和MTNI/MTNP共混物的比体积、非键能、扩散系数、结合能和径向分布函数（RDF）。结果表明:利用比体积、非键能、扩散系数得到的MDNI/MTNP共混物的熔点值与实验值吻合较好。MDNI/MTNP质量比为60/40（共混物A4）和MTNI/MTNP质量比为50/50（共混物B5）的熔点值最低,形成低共熔物的可能性较大。而且共混物A4和共混物B5的结合能最大,分子间的相互作用较强,体系稳定性好,爆轰性能较好。当MTNP的质量百分比超过40%时,MTNI/MTNP共混物的结合能大于MDNI/MTNP,相互作用更强,体系更稳定。（2）采用分子动力学方法在240-480K温度范围内研究了组分结构相似性和质量比对低共熔物形成和稳定性的影响,分析了不同质量比ADNP/DNP和MTNP/ATNP共混物的比体积、非键能、结合能和RDF。结果表明:组分结构的相似性和合适的质量比有助于低共熔物的形成,通过比体积、非键能随温度的变化情况得出,ADNP/DNP质量比为40/60（共混物C6）和MTNP/ATNP质量比为60/40（共混物D4）的熔点值最低,更可能形成低共熔物。共混物C6和共混物D4的结合能最大,相互作用较强,体系较稳定。与ADNP/DNP共混物相比,MTNP/ATNP共混物的组分结构相似性更高,结合能更大,组分间的相互作用较强,体系较稳定,而且MTNP/ATNP共混物的爆轰性能更好。（3）以HMX为高能组分,氮杂环唑类低共熔物为载体,构建了不同质量比的熔铸体系,利用MD方法研究了熔铸体系的结合能、RDF和爆轰性能。结果表明,当HMX的质量百分比一定时,HMX/（MTNP/ATNP）体系间的结合能最大,相互作用最强,体系最稳定。RDF分析表明,对于HMX/（MDNI/MTNP）、HMX/（MTNI/MTNP）和HMX/（MTNP/ATNP）体系,HMX与MTNP之间的相互作用较强;对于HMX/（ADNP/DNP）体系,HMX与ADNP之间的相互作用较强。HMX/（MTNP/ATNP）体系的爆轰性能相比其他3种体系较优异,表明MTNP/ATNP低共熔物有望作为载体与HMX组成熔铸炸药。
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