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HMX/LLM-116 공결정의 고에너지 특성에 관한 이론 연구

Theoretical Study on the High Energetic Properties of HMX/LLM-116 Cocrystals

대한화학회지 2016년 60권 1호 p.9 ~ 15
김성현 ( Kim Sung-Hyun ) - 한남대학교 생명나노과학대학 화학과

고유미 ( Ko Yoo-Mi ) - 한남대학교 생명나노과학대학 화학과
신창호 ( Shin Chang-Ho ) - KT&G 중앙연구원
김승준 ( Kim Seung-Joon ) - 한남대학교 생명나노과학대학 화학과

Abstract

폭발성능이 높은 HMX와 폭발성능은 떨어지지만 안정성이 높은 LLM-116의 분자복합체인 HMX/LLM-116 공결정 (cocrystal)의 폭발 속도, 폭발 압력 그리고 열역학적 안정성에 대하여 이론적으로 연구하였다. 각 분자 구조는 B3LYP/cc-pVTZ 수준까지 최적화 하였으며 가장 약한 방아쇠 결합(trigger bond)과 클러스터에 대한 결합에너지를 계산 하여 열역학적 안정 성을 확인하였다. 보다 정확한 에너지를 계산하기 위해 MP2 이론 수준에서 한 점(single point) 에너지를 계산하였으며, monte carlo integration 계산을 통해 밀도를 계산 하였다. 엔탈피는 CBS-Q 이론 수준에서 계산하였으며, 폭발 속도와 폭발 압력은 Kamlet-Jacobs 방정식을 이용하여 계산하였다.

The theoretical investigation has been performed to predict detonation velocity, detonation pressure, and thermodynamic stability of HMX/LLM-116 cocrystal. All possible geometries of HMX, LLM-116, and cocrystal have been optimized at the B3LYP/cc-pVTZ level of theory. The binding energy for the trigger bond and cluster has been calculated to predict the thermodynamic stability. The MP2 binding energies were obtained using single point energy calculation at the B3LYP optimized geometries, and the density has been calculated from monte carlo integration. The detonation velocity and detonation pressure have been calculated using Kamlet-Jacobs equation, while enthalpy has been predicted at the CBS-Q level of theory.

키워드

HMX/LLM-116 공결정; 밀도 범함수 이론; 고에너지 물질; Kamlet-Jacobs 방정식
HMX/LLM-116 cocrystal; DFT; HEDM; Kamlet-Jacobs equation
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KCI