绿色高能氧化剂二硝酰胺铵的高压结构、弹性与振动性质
材料科学
2016-09-05 v1
摘要
Ammonium DiNitramide (ADN) 是未来火箭推进剂配方中最具前景的绿色高能氧化剂之一。在本工作中，我们利用多种色散校正方法捕捉弱分子间相互作用（van der Waals 力与氢键），对这种新型氧化剂在静水压压缩下的结构、弹性和振动性质进行了详细的理论研究。计算得到的基态晶格参数、轴向压缩率和状态方程与现有实验结果吻合良好。利用计算得到的压缩曲线和弹性模量关联了分子间相互作用的强度。此外，我们还观察到结构参数和弹性常数作为压力的函数出现不连续性。分子间相互作用的直观表示与量化由 3D Hirshfeld 表面和 2D 指纹图描述。另外，在常压下计算得到的红外 (IR) 光谱表明，由于存在强氢键，ADN 比 Ammonium Perchlorate (AP) 具有更强的吸湿性。压力依赖的 IR 光谱显示了弯曲和伸缩频率的蓝移与红移，这分别导致氢键在 5 GPa 以下和以上发生减弱与增强。计算得到的结构、力学和 IR 光谱的突变表明，ADN 可能在 5-6 GPa 附近经历向高压相的一级结构相变。根据预测的爆轰性质，与铵基高能氧化剂和著名的猛炸药相比，ADN 分别表现出高性能与低性能特征。
引用
@article{arxiv.1609.00472,
title = {High pressure structural, elastic and vibrational properties of green energetic oxidizer ammonium dinitramide},
author = {N. Yedukondalu and Vikas D. Ghule and G. Vaitheeswaran},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.00472},
year = {2016}
}
备注
28 pages, 11 figures