定常冲击波作用下六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）/奥克托今（HMX）含能共晶初始分解机理研究

论文摘要

采用ReaxFF分子动力学方法同时结合多尺度冲击技术（MSST）模拟了4–10 km×s-1定常冲击波加载下含能共晶CL-20/HMX沿不同晶格矢量的初始物理化学响应。获得了系统温度、压力、密度以及粒子速度的时间演化路径,以及初始分解路径,最终稳定反应产物和冲击雨贡纽等。研究结果表明:冲击波入射至含能共晶后,物理上依次经历诱导期、快压缩、慢压缩以及膨胀过程。快压缩和慢压缩过程分别对应反应物的快分解和慢分解。采用指数函数对反应物的衰减曲线进行拟合,并比较了共晶中反应物的衰减速率。整体上,随着冲击波速度的增加,反应物响应的时间逐渐提前,并且,冲击波沿各晶格矢量入射后,共晶中CL-20分子分解的响应时间均早于HMX。CL-20快分解阶段的衰减速率最高,HMX快分解的衰减速率居其次。相对于快分解阶段,慢分解阶段各反应物的衰减速率差异较小。含能共晶的初始反应路径是CL-20聚合形成二聚体,而冲击诱导共晶分解的初始反应路径是CL-20中N-NO2键断裂形成NO2。随后产生N2O,NO,HONO,OH,H等中间小分子。最终稳定产物是N2,H2O,CO2,CO和H2。晶格矢量b,c方向冲击感度相同,低于晶格矢量a方向的感度。冲击诱导共晶中CL-20和HMX分解的最小冲击波速度（us）分别为6 km×s-1和7 km×s-1。采用冲击雨贡纽关系计算得到沿晶格矢量a,b,c冲击诱导CL-20/HMX共晶起爆的压力分别为16.52 GPa,17.41 GPa和17.41 GPa。爆轰压力范围介于36.75 GPa–47.43 GPa。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘海,李毅,马兆侠,周智炫,李俊玲,何远航

关键词: 定常冲击波,含能共晶,反应力场,分子动力学,冲击诱导分解

来源: 物理化学学报 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 燃料化工,武器工业与军事技术

单位: 中国空气动力研究与发展中心超高速碰撞研究中心,北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

基金: 十三五装备预研领域基金资助项目(6140656020204)~~

分类号: TQ560.1

页码: 858-867

总页数: 10

文件大小: 1999K

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