冲击波下固相HMX的初始反应机理

通过Car-Parrinello软件包,利用分子动力学方法及多尺度冲击技术(MSST)研究固相HMX晶体在冲击波加载下的分解过程。结果显示,冲击下固相HMX的初始分解路径与冲击波速度有关,在8km/s的低冲击下,分解反应源于N-NO2键的断裂。然而,值得注意的是,当冲击波速度提升到11km/s时,本文中的模拟结果却是C-H反而先于N-NO2断裂,同时伴随大量H离子转移。模拟结果反映出固相HMX在冲击作用下初始起爆反应过程的新机理,为在极端高温高压条件下含能材料的理论及实验研究提供宝贵的参考数据,同时对研制预测和开发更高性能的炸药也具有重要意义。

六硝基六氮杂异伍兹烷/2,4,6-三硝基甲苯共晶冲击起爆过程的分子动力学模拟

多尺度冲击技术可以准确的再现含能材料冲击起爆过程中冲击波阵面及反应区内的热力学和化学反应路径.文本利用反应力场分子动力学(Reax FF-MD)对六硝基六氮杂异伍兹烷/2,4,6-三硝基甲苯(CL20/TNT)1:1共晶沿?110?方向以6—10 km·s-1的冲击速度进行冲击压缩模拟.产物识别分析显示当冲击速度7 km·s-1时,冲击激发化学反应发生,并且利用Rankine-Hugoniot守恒关系求得冲击起爆压力为24.56 GPa.再者,比较了冲击速度与粒子速度,冲击速度与冲击诱发形变的关系,当冲击速度为7—8 km·s-1时,冲击起爆发生,系统经历弹-塑性相变,初级化学反应及次级化学反应,并且相变与化学反应同时进行,对于较高的冲击波速度(9 km·s-1),共晶系统内为过驱响应,热力学参数均出现陡峭的梯度变化,冲击波压缩材料直接阶跃至塑性变形阶段,并且此阶段出现大量的碳原子.