温度和压力对DNTF的自我扩散特性和机械灵敏性的影响:一个分子动力学研究
Chen Li1, Biao He1,2, Jingyan Wang1,2
1School of Safety Science and Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing, 210094, China.
Journal of molecular modeling
|January 17, 2025
概括
分子动力学模拟显示,温度显著影响3,4-Bis(3-nitrofurazan-4-yl) furoxan (DNTF) 的自我扩散和机械灵敏度. 温度升高会增加DNTF的挥发性和灵敏度,这对于能量材料的安全处理至关重要.
科学领域:
- 计算材料科学 计算材料科学
- 高能材料研究研究 高能材料研究
- 分子动力学模拟的模拟.
背景情况:
- 3,4-Bis(3-nitrofurazan-4-yl) furoxan (DNTF) 是一种高能量密度的化合物,适用于可造的爆炸物.
- 了解DNTF在各种造条件下的安全性对于其实际应用至关重要.
- 调查温度和压力对DNTF性能的影响对于安全处理至关重要.
研究的目的:
- 使用分子动力学研究温度和压力对DNTF的自我扩散和机械灵敏性的影响.
- 分析关键参数,包括平均平方位移,自我扩散系数,凝聚性能量密度,非结合能量和关键键键带长度.
- 为提高DNTF在高能材料应用中的安全性提供理论基础.
主要方法:
- 使用材料工作室 8.0.0.使用256个DNTF分子构建一个8×4×2超级细胞模型.
- 几何放松和初始NPT分子动力学模拟 (300K,0.1MPa,10ps) 减轻压力.
- 在使用COMPASS力场的不同温度 (250450K) 和压力 (0.110MPa) 下进行扩展的NPT分子动力学模拟 (1000 psi,1 fs时间步骤).
主要成果:
- DNTF的自我扩散系数和机械灵敏度对温度变化非常敏感.
- 温度上升加快了DNTF的自我扩散和挥发性,特别是在350-400K之间.
- 触发键的长度 (Lmax) 随着温度的增加而增加,这表明机械灵敏度提高.
结论:
- 在影响DNTF的自我扩散和机械灵敏度方面,温度比压力更为关键.
- 该研究提供了优化造工艺和确保DNTF安全应用的基本数据.
- 这些发现支持基于DNTF的更安全的高能材料的开发.
