冲击作用下CL-20含能共晶的反应分子动力学模拟
共晶技术是降低六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)感度的有效方法之一,研究冲击作用下CL-20共晶的化学反应,有助于理解CL-20共晶的冲击反应机制,对炸药安全评价分析具有重要意义.本研究采用ReaxFF-lg反应力场的分子动力学方法,同时结合非平衡加载方法,对CL-20/2,5-二硝基甲苯(DNT)、CL-20/1,3-二硝基苯(DNB)和CL-20/1-甲基-3,5-二硝基-1,2,4-三唑(MDNT)三种共晶在2～5 km·s-1冲击速度下的冲击压缩过程进行了分子动力学模拟,获得了含能共晶在冲击作用后的热力学演化特征、初始化学反应路径和产物信息,并与CL-20的情况进行了对比分析.研究发现:CL-20/DNT、CL-20/DNB和CL-20/MDNT 3种共晶都有一定程度的降低冲击感度作用,3种共晶的冲击感度顺序依次为CL-20/MDNT＞CL-20/DNB＞CL-20/DNT.3种共晶的分解反应均是从CL-20分解开始,且CL-20的分解速度比DNT、DNB和MDNT快.在2 km·s-1 冲击速度下,CL-20共晶首先发生聚合反应,CL-20与共晶配体分子间的聚合反应早于CL-20分子间的聚合,且反应频次远高于CL-20分子之间聚合.在3 km·s-1的冲击条件下,CL-20首先发生了N—N以及C—N键断裂,笼型结构被破坏,同时生成NO2,CL-20初步断键后的结构及产物NO2会进一步与共晶配体分子DNT、DNB、MDNT结合,降低CL-20反应中间产物的浓度,达到降感作用.在4,5 km·s-1冲击条件下,CL-20中的环状骨架结构会直接遭到破坏,发生C—N键断裂,产生小分子碎片,直接生成N2,同时有NO2、H2、CO2、H2O等产物生成.
含能共晶、反应力场、分子动力学、冲击波、反应机理
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TJ55;O382(爆破器材、烟火器材、火炸药)
2024-01-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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