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摘要
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。
- 出版日期2023
- 单位爆炸科学与技术国家重点实验室; 北京理工大学
