含孔洞缺陷的δ-HMX晶体的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)方法，模拟了δ-HMX晶体中的孔洞缺陷演化和分子构象变换，并与β相对比。模拟体系包含一个大小为30个HMX分子的孔洞缺陷，对应10%的空位浓度。采用QST3法计算了分子构象在真空中的转换能垒，结果表明，所有的构象转换均具有较低的活化能。当模拟温度为500 K时，不管是δ相还是β相，整个晶体均塌陷成液态，并伴随大的晶格膨胀。在塌陷的液态分子中，可观察到四种分子构象α, β, BB和BC，同时与这四种分子构象共存的还有大量的过渡态或中间体结构。在MD模拟过程中，跟踪单个分子随时间的演化，能发现分子在不同构象间频繁转变，这是较低的转换能垒所致。当模拟温度降低到300 K和200 K时，两个晶相(β和δ)表现出不同的演化趋势。对δ-HMX体系，在发生孔洞塌陷的同时, 整个晶格也失去了严格的周期结构，但是嵌在β-HMX晶格中的孔洞却被保留下来，仅发生了孔洞的收缩和少量分子向孔洞中心的迁移。此外，与δ-HMX的晶格收缩相反，β-HMX的晶格随模拟温度升高持续膨胀