張凱華-開(kāi)題報(bào)告

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1、3E京鏗兀大學(xué)碩士學(xué)位論文開(kāi)題報(bào)告選題名稱(chēng)納米硅橡膠與含能材料之間的相互作用學(xué)號(hào)2220100317姓名張凱華導(dǎo)師董曉研究方向計(jì)算化學(xué)二級(jí)學(xué)科化學(xué)工程_級(jí)學(xué)科化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院化工與環(huán)境學(xué)院2011年11月05日簡(jiǎn)表研究生簡(jiǎn)況姓名張凱華性別女川生年月1987.10學(xué)號(hào)2220100317入學(xué)時(shí)1'可2010.09身份證號(hào)371311198710032389學(xué)科、專(zhuān)業(yè)化學(xué)工程本科畢業(yè)時(shí)間2010.07木科畢業(yè)學(xué)校臨沂師范學(xué)院指導(dǎo)小組姓名職稱(chēng)工作單位簽字導(dǎo)師董曉副教授北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院小組成員周智明教授北京理工大學(xué)化工與環(huán)境

2、學(xué)院吳土凱教授北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院陳浦雪教授北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院研究課題名稱(chēng)中文納米硅橡膠與含能材料Z間的相互作用英文TheInteractionbetweenNanoSliconeRubberandEnergeticMaterials類(lèi)別國(guó)家項(xiàng)目（V）：部（省）項(xiàng)目（）；企業(yè)項(xiàng)目（）；自擬項(xiàng)口（）;是否兵器類(lèi)項(xiàng)口（否）;是否涉密（否）性質(zhì)基礎(chǔ)研究（V）；應(yīng)用基礎(chǔ)研究（）；應(yīng)用技術(shù)研究（）與導(dǎo)師課題研究課題的關(guān)系是導(dǎo)師研究課題的一部分（V）與導(dǎo)師研究課題無(wú)關(guān)（）摘要本課題以納米硅橡膠和含能材料Z間的相互作用為主要研究

3、對(duì)象。在DFT水平上，通過(guò)量了化學(xué)計(jì)算，獲得hydroxy-terminatedsiloxane晶體及含有C、H、0、N>Si原子的小分子的勢(shì)能曲線(xiàn)圖及狀態(tài)方程。在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上優(yōu)化適于HMX、RDX、TNT以及硅橡膠的ReaxFF參數(shù)，并通過(guò)ReaxFFMD研究含有hydroxy-terminatedsiloxane及HMX/RDX/TNT的復(fù)合材料對(duì)熱與沖擊的反應(yīng)。關(guān)鍵詞L關(guān)鍵詞限3?5個(gè)；2.關(guān)鍵詞之間用“；”分隔。屮文納米硅橡膠；含能材料；反引力場(chǎng)；分子動(dòng)力學(xué)模擬英文Nanosiliconerubber;energet

4、icmaterials;Reactiveforcefield；MD二選題依據(jù)簡(jiǎn)述該選題的研究意義、國(guó)內(nèi)外研究概況和發(fā)展趨勢(shì)。1?研究意義硅橡膠是一種高活性吸附材料，具有開(kāi)放的多孔結(jié)構(gòu)，吸附性強(qiáng)，能吸附多種物質(zhì)，已經(jīng)在催化、生物、電化學(xué)、氣體吸附、色譜分離、傳感器研究等領(lǐng)域顯示了廣泛的前景。不同納米材料對(duì)硅橡膠的改性復(fù)合使其具有更高的性能。納米硅橡膠具有納米級(jí)的開(kāi)放孔道，孔道表面親/疏水性質(zhì)的靈活控制，不但可以方使的修飾孔道表面，也使其可以容納不同種類(lèi)的客體分子，形成性能各異的復(fù)合材料，構(gòu)成各種應(yīng)用研究所需要的基木條件。因此，納米

5、硅橡膠的這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了它極易與其它材料相融合。納米硅橡膠與含能材料存在結(jié)構(gòu)上的關(guān)聯(lián)。如硅橡膠-?般并不含有能量，但結(jié)構(gòu)高度有序；而納米含能材料通常具有較高的能量密度，但結(jié)構(gòu)有序度差，因此，不但存在兩種材料關(guān)聯(lián)的可能性，而且它們的復(fù)合將有可能產(chǎn)生綜合性能優(yōu)良的復(fù)合材料。在含能材料領(lǐng)域，當(dāng)材料的顆粒尺寸達(dá)到納米級(jí)吋，其感度和爆轟性能均相應(yīng)的會(huì)發(fā)生巨大的改變，因此，對(duì)含能材料屮納米組分或結(jié)構(gòu)的研究具有一個(gè)較為重要的意義。與傳統(tǒng)的體相含能材料相比，納米含能材料通常具有更高的燃燒速度、更低的撞擊感度以及能量釋放最大值吋的溫度更低。這些

6、優(yōu)勢(shì)的存在極大推動(dòng)了納米含能材料的研究。含能材料的實(shí)驗(yàn)研究成木昂貴、環(huán)境友好性差H研究周期長(zhǎng)。采用理論、計(jì)算與模擬的方法研究含能材料能夠揭示材料性能的微觀(guān)木質(zhì)。近年來(lái)，將計(jì)算機(jī)模擬用于預(yù)測(cè)含能材料的多品形、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)、剪切粘度等性質(zhì)的研究已有很多文獻(xiàn)報(bào)道，這些研究對(duì)揭示含能材料的感度、初始爆轟反應(yīng)機(jī)理有著重要意義。從分子水平了解含能材料在高壓下結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的變化，研究爆炸機(jī)理，可以減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，縮短研究周期，提高研究效率，降低研究成本。這對(duì)炸藥性能的評(píng)定、新型炸藥的設(shè)計(jì)研制以及炸藥安全性和有效性評(píng)估等具有重要指導(dǎo)價(jià)值，是該領(lǐng)

7、域的研究前沿。崔云龍和董曉（待發(fā)表）通過(guò)ReaxFFMD研究了TNAZ/JUPSES共熔物的相圖和熱力學(xué)性能，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值符合得較好。KimberlyChenowethandGoddard等（2005）使用ReaxFF反應(yīng)力場(chǎng)來(lái)模擬聚二甲基硅氧烷（PDMS）的熱分解過(guò)程，通過(guò)增加一系列QM數(shù)據(jù)到ReaxFF的Si/SiO?力場(chǎng)屮來(lái)描述Si-C單鍵和雙鍵、^SiandC的鍵角、結(jié)構(gòu)以及有關(guān)PDMS化合物的相對(duì)能，生成一個(gè)適合描述PDMS聚合物分解的ReaxFF力場(chǎng)，用這個(gè)力場(chǎng)來(lái)研究溫度和壓力對(duì)PDMS穩(wěn)定性的影響。另外，還研究

8、了幾種添加劑如水、SibOs和NO對(duì)PDMS穩(wěn)定性的影響。所有的結(jié)果與有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相一致，證實(shí)了ReaxFF為研究聚合物的穩(wěn)定性提供了有用的計(jì)算工貝。PhilipT.Shemella等(2011)使用大規(guī)模的原子模擬，描述了一個(gè)以PDMS為基礎(chǔ)的非晶態(tài)的混合材