摘要:固体炸药中的晶体形貌调控是含能材料应用领域亟需解决的前沿课题之一。晶体生长与其形貌预测是实现期望性能、获得可控和稳定晶形的有效方法,在炸药晶形调控方面取得突破性进展。本文综述了国内外结晶过程模拟方法和理论,阐释了成核、过饱和度、晶体生长和晶形预测的最新进展,并着重讨论了它们在含能材料中的潜在应用价值和现实挑战。在成核模拟中,介绍了动力学蒙特卡罗(kMC)和增强抽样方法;在过饱和度结晶研究方面,阐述了巨正则系综(GC)MC与分子动力学(MD)方案以及恒定化学势分子动力学模拟,并分析了在过饱和溶液中成核机制、溶剂-反溶剂法的结晶机制。此外,还集中探讨了基于Voronoi–Dirichlet多面体和Bell–Evans–Polanyi(BEP)原理的晶体三维生长模拟。对于含能材料的晶体形貌预测,重点介绍了基于形貌面生长机制的预测方法和基于机器学习的晶形预测方法。最后,针对含能材料晶体成核和生长进行展望,认为含能材料成核与生长模拟需扩充晶体生长机制的探索路径并建立精准高效的优选模型。
文章目录
引 言
1 含能材料晶体形貌预测
2 含能材料结晶模拟的挑战
2.1成核模拟
2.2在过饱和度下溶质输送行为与晶体生长模拟
3 含能材料晶形预测方法的展望
4 结论
Graphical Abstract