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题名不同晶型CL-20冲击分解机理的分子动力学模拟
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作者
唐梅
曾淑琼
刘桂林
牛振威
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机构
西南科技大学核废物与环境安全国防重点学科实验室
西南科技大学国防科技学院
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出处
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期1000-1009,I0002,共11页
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基金
四川省自然科学基金(No.2022NSFSC1826
No.2022NSFSC1243)。
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文摘
为深入理解含能材料在极端条件下的冲击起爆、冲击点火、爆轰过程和爆轰产物状态等,利用自洽电荷紧束缚密度泛函理论(SCC-DFTB)结合多尺度冲击模拟技术(MSST)研究了4种晶型(α、β、γ、和ε)CL-20在冲击波加载下的分解反应过程;考虑到α-CL-20通常以含水加合物的形式存在,同时也计算了水分子对α-CL-20冲击分解过程的影响。结果表明,在同一冲击波速下,4种晶型(α-、β-、γ-、和ε-)CL-20中,γ-CL-20密度最小,具有最大的压缩比。当冲击波速为8km/s时,γ-CL-20完全分解,而其余3种晶型CL-20直到冲击波速达到9km/s时才完全分解,但4种晶型CL-20分解反应平衡后小分子产物组分和含量是一致的。此外,水分子的加入则会显著提高CL-20分子的活性,加速固相α-CL-20的裂解,增加固相α-CL-20的冲击感度。冲击加载下固相CL-20的初始分解路径受晶型影响较小,主要受冲击波速影响,当冲击波速低于8km/s时,分解反应主要源于N—NO_(2)键的断裂;当冲击波速超过9km/s时,CL-20分子中N—NO_(2)键受到高压抑制,C—H键中H可能优先与相邻的NO_(2)基形成五元环,进一步生成NO和OH。
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关键词
爆炸力学
量子化学
ssc-dftb
CL-20
初始反应机理
分子动力学模拟
晶型
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Keywords
explosion mechanics
quantum chemistry
ssc-dftb
CL-20
initial chemical mechanism
molecular dynamics simulation
crystal form
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分类号
TJ55
[兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
O52
[理学—高压高温物理]
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