陶 俊，王晓峰，赵省向，韩仲熙，李文红，王彩玲，黄亚峰，方 伟

(西安近代化学研究所，陕西 西安 710065)

CL-20/HMX无规作用及共晶作用的理论计算

陶 俊，王晓峰，赵省向，韩仲熙，李文红，王彩玲，黄亚峰，方 伟

(西安近代化学研究所，陕西 西安 710065)

为了对比六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)/环四亚甲基四硝铵(HMX)炸药分子间的无规作用及共晶作用，基于密度泛函理论(DFT)，在B3LYP方法上使用6-311++G(d,p)基组优化得到了4种CL-20/HMX无规构型(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ)，对4种无规构型的几何结构、静电势、能量及电子密度拓扑进行了分析；利用分子动力学方法计算了共晶结构中H原子和O原子的径向分布函数；计算了不同摩尔比CL-20/HMX共晶的密度及爆速。结果表明，4种CL-20/HMX的无规构型存在氢键相互作用，氢键键长在0.2742～0.2964nm之间；4种无规构型的稳定性排序为：Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，构型的稳定性主要取决于氢键的数量和键长；4种无规构型在键临界点BCP处的电子密度ρ(r)大小排序为：Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，CL-20和HMX分子之间不仅存在H…O以及H…N形式的氢键相互作用，还存在N…O和C…O形式的范德华作用；共晶结构中CL-20与HMX的相互作用主要有氢键和强范德华力，氢键键长为0.22nm；CL-20/HMX共晶(摩尔比2∶1)的理论密度为2.003g/cm3，理论爆速为9608m/s。

六硝基六氮杂异戊兹烷；CL-20;环四甲基四硝铵；HMX;共晶；分子间作用；密度泛函理论

引 言

共晶能使不同种类的单质炸药在分子层面有序排列[1-3]，形成具有独特结构和性能的共晶炸药，从而可有效克服原炸药缺陷，赋予炸药新的性能，这为解决现有单质炸药能量和安全性的矛盾提供了一条新途径，对提高炸药的性能具有重要意义[4-5]。