RDX和HMX晶体力学性能的分子动力学模拟及其撞击加载响应

用分子动力学模拟方法研究了RDX和HMX晶体的力学性能。用撞击加载实验、激光粒度仪和扫描电子显微镜分析了两种晶体的破碎特性。结果表明:HMX晶体的弹性系数和模量计算值大于RDX晶体,RDX晶体的延展性好于HMX晶体。在相同撞击加载条件下,RDX和HMX晶体均发生塑性形变和脆性断裂,但前者以塑性形变为主,而后者以脆性断裂为主,且破碎程度更加显著。评价不同炸药晶体力学性能间差异性的分子动力学模拟方法具有较高的准确度和有效性。

非溶剂体系温度对细化RDX影响的分子动力学模拟及实验研究

利用自行研制能定量控制的喷射重结晶装置,以二甲基亚砜为溶剂、水为非溶剂细化得到RDX,同时结合分子动力学方法探讨了喷射重结晶RDX过程中最佳非溶剂体系温度,以及不同温度对制备RDX晶体的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(P-XRD)、差式扫描量热法(DSC)对其进行性能表征和热分析;并测试了其撞击感度。结果表明,分子动力学模拟制备RDX的最佳非溶剂体系温度与实验结果一致,即最佳温度为30℃,在此条件下可获得中值粒径为836nm、粒径分布均匀、形貌趋于球形且表面光滑的RDX;与原料RDX相比,细化后的RDX表观活化能升高了46.85kJ/mol,具有较好的热安定性,指前因子(lg(A/min))提高了4.87,热爆炸临界温度增加1.14℃,撞击感度(H_(50))最大提高至40.07cm。

RDX晶体结构与性能研究进展

单质炸药的性能不仅受炸药分子结构的影响,而且与炸药晶体结构密切相关。综述了RDX晶体结构与性能方面的研究进展。RDX晶胞为斜方晶系,Pbca点群,a=13.182,b=11.574,c=10.709,Z=8,α=β=γ=90.0°。当平均颗粒直径在16.7～337.9μm范围时,RDX颗粒度对撞击感度影响较大,颗粒越大撞击感度越高。证实了RDX的晶体结构对其性能具有重要影响。因此,RDX在应用过程中应充分考虑其晶体结构。

不同组分比例的HMX/RDX混合物的热稳定性和力学性能研究

为了研究不同组分比例的HMX/RDX混合物的热稳定性和力学性能,采用分子动力学(MD)方法对不同HMX/RDX混合物在不同温度下的引发键最大键长L_(max)、内聚能密度E_(C)和力学性能参数进行了计算;利用差示扫描量热法(DSC)测试了不同HMX/RDX混合物在升温速率为2、5、10、20 K/min下的热分解性能,并采用EXPLO 5对不同HMX/RDX混合物的爆轰参数进行了理论计算。结果表明:HMX/RDX中HMX与RDX的质量比分别为9010、8020、7030时,随着温度升高,HMX/RDX混合物的L_(max)逐渐增大,E_(C)逐渐减小;其中,HMX90/RDX10的L_(max)较小,E_(C)较大,热感度较低。由DSC测试结果计算得到不同比例混合物的分解峰温T_(p0)和热爆炸临界温度T_(b);其中,HMX90/RDX10的T_(p0)和T_(b)相对较高,分别为268.12℃和277.66℃,表明热稳定性较好。使用Forcite计算力学性能参数,HMX90/RDX10的拉伸模量E、体积模量K、切变模量G相对较大,表明硬度和断裂强度较大,力学性能相对较好。HMX90/RDX10的爆速、爆压和爆轰总能量分别为9192.19 m/s、38.43 GPa和10.98 kJ/cm^(3),能量相对较高。