崔 涛，刘知涵，谢 玮，薛向贵

（1. 上海大学理学院化学系，上海 200444；2. 上海大学材料基因组工程研究院，上海 200444；3. 中国工程物理研究院化工材料研究所，四川 绵阳 621999）

1 引言

含能材料的感度研究在近年愈发受到关注。以实验方式得到含能材料的撞击感度需要合成含能材料大单晶因而比较困难，如何通过非实验的方式比较不同含能材料的撞击感度一直是此领域的研究热点。在过去对含能材料撞击感度的研究中，Menikoff等［1］及Dick 等［2］报道了奥克托今（HMX）的β 相在撞击载荷下的塑性变形与滑移运动直接相关，热力学响应和撞击感度具有明显的各向异性，晶体内滑移面两侧的空间位阻对各向异性的感度起主要作用，且敏感晶面的空间位阻大。 Zyben［3］使用基于ReaxFF 反应力场的分子动力学模拟研究了太安（PETN）单晶在压缩-剪切载荷下的物理化学响应，计算得到的热力学响应和撞击感度的各向异性与撞击实验结果一致。Swell 等［4］报道了HMX 的塑性变形以沿着某些滑移系的位错运动为主。同年An 等［5］使用压缩-剪切反应动力学（compress-and-shear reactive dynamics，CS-RD）模拟研究了奥克托今（RDX）晶体的撞击感度的各向异性，所得计算结果与已有实验具有较高的一致性。但是，由于缺乏合适的力场等原因，苯并氧化呋咱（BTF）和梯恩梯（TNT）等仍未有公开的CS-RD 记录报道，因此使用第一性原理和其他方法研究含能材料撞击感度仍存在较大的发展空间。

除了分子动力学模拟以外，An 等［5］还基于含能材料中分子重叠程度定义了空间位阻指数（Steric Hindrance Index，SHI）。使用SHI 定量评估和预测含能材料撞击感度的优势在于只需晶体结构作为输入，不考虑原子驰豫和化学反应，无须做代价昂贵的分子动力学模拟，因而高效且独立于力场。……