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相似文献
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1.
运用分子动力学(MD)方法,选择凝聚态分子势能优化力场(COMPASS),对六硝基六氮杂异伍兹烷(ε-CL-20)、2,4,6-三硝基甲苯(TNT)晶体及其等摩尔比的CL-20/TNT混合炸药和共晶炸药进行不同温度下恒定粒子数等压等温(NPT)系综模拟研究.结果表明,CL-20/TNT共晶的内聚能密度(CED)和结合能随温度的升高逐渐减小;共晶的CED比混合炸药的大,结合能是混合炸药的2倍多,预示其稳定性明显增强.对相关函数和局部放大结构显示共晶中组分分子间作用主要来自TNT中H和CL-20中O以及CL-20中H和TNT中O之间形成的氢键.通过波动法求得的弹性力学性能结果表明,CL-20/TNT共晶的拉伸模量(E)、体积模量(K)和剪切模量(G)介于ε-CL-20和TNT晶体之间,且随温度的升高而下降,符合一般预期;但共晶炸药的柯西压(C12-C44,Cij弹性系数)、K/G和泊松比(ν)均比其组分炸药ε-CL-20和TNT高得多,预示该共晶具有异常高的延展性和弹性伸长,主要是二组分呈层状交替排列且之间存在较强相互作用所致.  相似文献   

2.
HMX晶体和HMX/F2311 PBXs力学性能的MD模拟研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
肖继军  黄辉  李金山  张航  朱伟  肖鹤鸣 《化学学报》2007,65(17):1746-1750
用分子动力学方法, 在295 K NVT系综和COMPASS力场下, 对环四甲撑四硝胺(HMX)晶体和F2311沿HMX (001), (010)和(100)晶面所构成PBXs模型的力学性能进行模拟研究. 结果表明, 加入F2311降低了HMX的刚性, 增强了它的延展性. 在HMX (100)面上添加F2311对提高体系的延展性较显著. 为考察温度对力学性能的影响及其机理, 在245~445 K范围完成对HMX (100)/F2311 PBX的MD模拟. 力学分析表明, 随温度增加HMX (100)/F2311的延展性呈抛物线变化规律, 归因于F2311分子链的运动及其构象随温度的变化.  相似文献   

3.
HMX和HMX/HTPB PBX的晶体缺陷理论研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
建立空位和掺杂点缺陷模型, 用分子动力学(MD)方法, 研究晶体缺陷对β-环四亚甲基硝胺(HMX)和β-HMX/HTPB(端羟基聚丁二烯)高聚物粘结炸药(PBX)的力学性能和爆炸性能的影响. 结果表明, 相对于HMX“完美”晶体(1)考察缺陷晶体(2和3), 以及相对于HMX完美晶体基PBX(1)考察缺陷PBX 2和PBX 3, 均发现弹性系数和(拉伸、体积、剪切)模量下降, 导致体系刚性减弱, 延展性和韧性增强. 这与在基炸药HMX晶体(1, 2和3)中分别加入HTPB高聚物粘结剂形成PBX 1, PBX 2和PBX 3呈现类似的相应的变化趋势和效果. 此外, 研究表明, 爆炸性质也依赖于体系的组成和结构. 因加入的是低能高聚物, 故PBX(1), PBX(2)和PBX(3)的爆热、爆速和爆压均比相应的基炸药(1, 2和3)低, 即晶体(1)>PBX(1), 晶体(2)>PBX(2), 晶体(3)>PBX(3). PBX(1), PBX(2), PBX(3)与对应基炸药(1, 2, 3)的爆速和爆压取相同变化次序, 亦即PBX(1)>PBX(2)>PBX(3)对应于晶体(1)>晶体(2)>晶体(3). 这些计算结果和规律对PBX配方设计显然具有指导作用.  相似文献   

4.
用分子动力学(MD)方法, 模拟计算了著名钝感炸药TATB(1, 3, 5-三氨基-2, 4, 6-三硝基苯)与四种氟聚合物[聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、氟橡胶(F2311)、氟树脂(F2314)]构成的高聚物粘结炸药(PBX)的力学性能. 结果表明, 在TATB中添加少量氟聚物能有效改善其力学性能; 沿TATB不同晶面与氟聚物“粘结”, 构成PBX的力学性能有所不同, 改善力学性能的整体效应为(010)≈(100)>(001).  相似文献   

5.
本文用分子动力学模拟方法研究了以β型奥克托金(β-HMX)含能材料为基,以氟聚物F2311为粘合剂的高聚物粘合炸药(PBX)的力学性能。β-HMX晶体和以其为基的高聚物粘合炸药的弹性常数均由静态弹性常数分析法计算求得,而工程模量和泊松比则由Reuss平均法导出。根据柯西压和本体模量与剪切模量的比值,发现通过加入少量该种聚合物可有效地提高HMX晶体的延展性。  相似文献   

6.
TATB基PBX结合能的分子动力学模拟   总被引:15,自引:0,他引:15  
用分子动力学(MD)方法, 模拟计算了四种氟聚合物(聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、氟橡胶(F2311)、氟树脂(F2314))与TATB(1,3,5- 三氨基- 2,4,6- 三硝基苯)晶体的相互作用. 结果发现, 四种氟聚物与TATB的结合能大小排序为PVDF>F2311>F2314>PCTFE, 各氟聚物在TATB不同晶面上的结合能大小排序为(001)>(010)>(100), 结合能主要由分子间氢键决定.  相似文献   

7.
分子动力学模拟浓度和温度对TATB/PCTFE PBX力学性能的影响   总被引:4,自引:1,他引:4  
马秀芳  肖继军  黄辉  朱伟  李金山  肖鹤鸣 《化学学报》2005,63(22):2037-2041
为探讨高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive, PBX)的力学性能随温度和高聚物浓度而变化的规律, 用分子动力学(MD)方法和compass力场, 对著名高能炸药1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)与常用高聚物粘结剂聚三氟氯乙烯(PCTFE)所构成的TATB/PCTFE PBX进行模拟计算. 结果表明, 在一定范围内, 随高聚物浓度的增加, PBX的弹性系数和模量减小, 表明其刚性减小、弹性增加; 而随温度的升高, PBX的刚性减小、弹性增强. 还发现PBX的结合能随浓度增高而增大, 随温度升高而减小.  相似文献   

8.
Molecular dynamics(MD)was performed to simulate and calculate the combination energy and static mechanical properties(i. e. elastic coefficient,modulus and poisson's ratio)of composite material,1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene coated with polychlorotrifluoethylene(TATB / PCTFE). It is found that the intermolecular interaction especially H-bond is quite strong. The results show that the elastic properties of Fluorine-Polymer Bonded Explosive(PBX)have changed much compared to those of pure TATB. Its tensile modulus,bulk modulus and shear modulus are reduced evidently. The rigidity of PBX is lowered while the elasticity is increased,which manifests the mechanical property of PBX is improved greatly.  相似文献   

9.
PETN基PBX结合能和力学性能的理论研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
PETN(季戊四醇四硝酸酯)是著名的硝酸酯类猛炸药,用量子力学(QM)、分子力学(MM)和分子动力学(MD)方法,计算模拟其与高聚物组成的PBX(高聚物粘结炸药)的结合能和力学性能.以AM1-MO法和MM方法取PETN与系列高聚物的尺寸匹配原子簇模型,经几何全优化计算,发现两种方法求得的结合能彼此线性相关.对PETN超晶胞及其与系列氟聚物组成的双组分PBX,实施COMPASS力场下的分子动力学(MD)周期性模拟,求得其弹性系数、拉伸模量、体模量、剪切模量和泊松比,发现添加少量高聚物确能有效改善炸药的力学性能.  相似文献   

10.
杨镇  薛一江  何远航 《化学学报》2016,74(7):612-619
共晶技术大幅提高了六硝基六氮杂异伍兹烷(CL20)的热稳定性而且保留了CL20高爆速、高爆压等特性.为了研究CL20/1,3-硝基甲苯(DNB)共晶的热感度降低的原因,采用ReaxFF/lg反应力场模拟CL20/DNB共晶、CL20/TNT共晶、CL20单晶以及DNB单晶系统的热分解过程.研究发现: CL20/DNB共晶的热感度低于CL20/TNT共晶和CL20单晶的热感度,但高于DNB单晶的热感度.通过分析CL20单晶和CL20/DNB共晶的初始反应路径,揭示了共晶有效降低CL20热感度的机理.CL20/DNB共晶和CL20热分解具有相似的主要产物,NO2、NO3、N2、N2O2、HNO、H2O、CO2和HONO等,通过反应动力学分析得到CL20/DNB共晶和CL20的活化能.  相似文献   

11.
In order to better understand the role of binder content, molecular dynamics (MD) simulations were performed to study the interfacial interactions, sensitivity and mechanical properties of 2,4,6,8,10,12-hexanitro-2,4,6,8,10,12-hexaazaisowurtzitane/2,4,6-trinitrotoluene (CL-20/TNT) based polymer-bonded explosives (PBXs) with fluorine rubber F2311. The binding energy between CL-20/TNT co-crystal (1 0 0) surface and F2311, pair correlation function, the maximum bond length of the N–NO2 trigger bond, and the mechanical properties of the PBXs were reported. From the calculated binding energy, it was found that binding energy increases with increasing F2311 content. Additionally, according to the results of pair correlation function, it turns out that H–O hydrogen bonds and H–F hydrogen bonds exist between F2311 molecules and the molecules in CL-20/TNT. The length of trigger bond in CL-20/TNT were adopted as theoretical criterion of sensitivity. The maximum bond length of the N–NO2 trigger bond decreased very significantly when the F2311 content increased from 0 to 9.2%. This indicated increasing F2311 content can reduce sensitivity and improve thermal stability. However, the maximum bond length of the N–NO2 trigger bond remained essentially unchanged when the F2311 content was further increased. Additionally, the calculated mechanical data indicated that with the increase in F2311 content, the rigidity of CL-20/TNT based PBXs was decrease, the toughness was improved.  相似文献   

12.
HMX/TATB复合材料弹性性能的MD模拟   总被引:2,自引:0,他引:2  
朱伟  肖继军  赵峰  姬广富  马秀芳  肖鹤鸣 《化学学报》2007,65(13):1223-1228
用分子动力学(MD)方法COMPASS力场, 分别在正则系综(NVT)和等温等压系综(NPT)下, 模拟计算了著名常用高能炸药HMX(环四甲撑四硝胺)与著名钝感炸药TATB (1,3,5-三氨基-2,4,6三硝基苯)所构成的混合体系在室温时的弹性性能和结合能. 结果表明, 在NVT和NPT两种系综下模拟所得结果呈平行一致的趋势; 与纯HMX相比, HMX/TATB复合材料的拉伸模量、体模量和剪切模量均有所下降; 在NVT系综下, 还完成了HMX/TATB混合体系的不同温度的MD模拟. 发现当温度在245~345 K范围时, 体系的刚性和弹性变化很小; 但当温度达到395 K时, 材料的刚性减弱, 柔性增强.  相似文献   

13.
Five polymer bonded explosives (PBXs) with the base explosiveε-CL-20 (hexanitrohexaazaisowurtzitane), the most important high energy density compound (HEDC), and five polymer binders (Estane 5703, GAP, HTPB, PEG, and F2314) were constructed. Molecular dynamics (MD) method was employed to investigate their binding energies (Ebind), compatibility, safety, mechanical properties, and energetic properties. The information and rules were reported for choosing better binders and guiding formulation design of high energy density material (HEDM). According to the calculated binding energies, the ordering of compatibility and stability of the five PBXs was predicted as ε-CL-20/PEG > ε-CL-20/ Estane5703 ≈ε-CL-20/GAP > ε-CL-20/HTPB > ε-CL-20/F2314. By pair correlation function g(r) analyses, hydrogen bonds and vdw are found to be the main interactions between the two components. The elasticity and isotropy of PBXs based ε-CL-20 can be obviously improved more than pure ε-CL-20 crystal. It is not by changing the molecular structures of ε-CL-20 for each binder to affect the sensitivity. The safety and energetic properties of these PBXs are mainly influenced by the thermal capability (C°p) and density (ρ) of binders, respectively.  相似文献   

14.
15.
硝酸酯增塑剂力学性能和界面相互作用的分子动力学模拟   总被引:4,自引:0,他引:4  
运用分子动力学(MD)方法, 模拟研究了硝化甘油(NG)及其与硝化三乙二醇(TEGDN)组成的硝酸酯增塑剂的低温力学性能. 结果表明, NG/TEGDN混合体系较NG单组分体系的刚性减弱, 延展性和各向同性增强. 结合能计算和径向分布函数分析揭示了混合型硝酸酯增塑剂组分之间的相互作用及其本质.  相似文献   

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