HMX晶体形貌预测

采用附着能(AE)和BFDH(Bravais-Friedel-Donnary-Harker)模型预测了HMX的β和α晶型的晶体形貌,确定了形态学上重要的生长晶面,β-HMX为(020)、(011)、(10-2)、(11-1)、(100),α-HMX为(040)、(220)和(111)。各个晶面的表面结构分析表明,(100)和(111)为强极性晶面,(020)、(011)、(11-1)以及(220)为极性晶面,而(10-2)和(040)为非极性晶面。据此可预测在强极性的质子溶剂中,(100)和(111)将成为形态学上重要的晶面,(020)、(011)、(11-1)以及(220)的显露面可能增加,(10-2)和(040)面则将变小甚至消失,而在非极性溶剂中则可能刚好相反。

1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑的晶体形貌预测

为了解1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑(MTNI)晶体结构及晶体生长过程,利用分子模拟软件Materials Studio(MS)中的BFDH、Growth Morphology和Equilibrium Morphology方法预测了MTNI在真空中的晶体形貌,得到了形态学上重要的生长晶面。分析表明:(012)晶面是强极性面,(110)和(111)面为极性面,(010)面为弱极性面。在强极性溶剂中,(012)、(110)和(111)晶面生长受阻,成为显露面,而(010)面会逐渐变小,甚至消失。在弱极性溶剂中,晶面生长情况刚好相反。MTNI在乙醇、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、二甲基甲酰胺(DMF)、甲醇7种溶剂中的预测晶体形貌,与实验所得晶体晶形相吻合。当与乙醇、二氯甲烷、DMF作用后,MTNI的晶习为类球状,球形度分别为1.12、1.11、1.12。

RDX晶体形貌的分子模拟与预测

用BFDH(Bravais-Friedel-Donnary-Harker)和AE(Attachment Energy)模型预测了α晶形黑索今(α-RDX)的晶体形貌。结果表明,形态学上重要生长面是:(111),(020),(002),(200)和(210)面,其中(111)面是最重要的生长面。RDX晶体重要生长面结构分析表明,(210),(002),(200)和(111)是极性晶面,而(020)是非极性晶面,其中(210)晶面极性最强。根据晶面极性预测在极性溶剂中,(210)面将成为RDX晶体形态上重要生长面,(111)面的重要性降低,而(020)面将会在晶体生长过程中逐渐消失。丙酮溶剂重结晶RDX实验表明,RDX晶体形貌上最终显露的生长面是:(210),(111),(002)和(200)面,而(020)面已消失。

CH_(3)NH_(3)HgI_(3)晶体的形貌模拟与结构分析

为探究有机金属卤化物CH_(3)NH_(3)HgI_(3)晶体的结构和形貌,采用MS软件的BFDH模型模拟了CH_(3)NH_(3)HgI_(3)晶体形貌,利用封端法辅助切面法计算了其重要晶面的附着能(E_(hkl)^(att)),利用WinXMorph软件模拟并分析了其主要晶面在不同生长速率比下可能产生的晶核形貌。结果表明:BFDH模型得到的CH_(3)NH_(3)HgI_(3)晶面重要性与封端法辅助切面法模拟结果一致,均为(100)>(002)>(011)>(110),表明了CH 3NH 3HgI 3晶体平衡态下的基本形貌特征;形核阶段晶核的随机形貌存在针状、柱状和块状晶体;沿[HgI_(4)]^(2-)四面体链延伸方向,CH_(3)NH_(3)HgI_(3)易于形成针状或柱状的晶体形貌。