共晶炸藥晶體穩(wěn)定性和爆轟能量提升策略的理論研究

李重陽，黃勇力，孫長(zhǎng)慶，張 蕾

（1. 湘潭大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 湘潭 411105；2. 中物院高性能數(shù)值模擬軟件中心，北京 100088；3. 重慶市超常配位鍵工程與先進(jìn)材料技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)江師范學(xué)院，重慶 4081410；4. 南洋理工大學(xué)，新加坡 639798；5. 北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所，北京 100088）

1 引言

尋求含能材料高能量和高安全性之間的最佳平衡是新型含能材料設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，共晶技術(shù)是解決上述問題的潛在有效途徑［1］。共晶炸藥的設(shè)計(jì)理念是將高能和高安全炸藥分子按照特定比例和排布方式融合成兼顧二者優(yōu)點(diǎn)的晶體結(jié)構(gòu)［2-3］。例如，六硝基六氮雜異伍茲烷/硝基胍（CL?20/NQ）共晶炸藥具有較高的能量密度，同時(shí)感度相較于CL?20 更低［4］。六硝基六氮雜異伍茲烷/奧克托今（CL?20/HMX）共晶炸藥的能量密度接近六硝基六氮雜異伍茲烷（CL?20），同時(shí)感度接近奧克托今（HMX）［5］。

共晶炸藥雖有平衡安全性和能量的潛力，但現(xiàn)有共晶的合成常以能量的損失為代價(jià)［6-9］。如3?硝基?1，2，4?三唑?5?酮/5，6，7，8?四氫四唑并三嗪（NTO/TZTN）共晶炸藥雖增強(qiáng)了5，6，7，8?四氫四唑并三嗪（TZTN）的熱穩(wěn)定性和撞擊穩(wěn)定性，改善了3?硝基?1，2，4?三唑?5?酮（NTO）的酸性，但爆轟能量較NTO相差較大［9］。此外，六硝基六氮雜異伍茲烷/N?甲基吡咯烷酮（CL?20/NMP）、六硝基六氮雜異伍茲烷/二硝基苯（CL?20/DNB）、六硝基六氮雜異伍茲烷/三硝基甲苯（CL?20/TNT）等共晶炸藥的能量密度相對(duì)于CL?20 炸藥均有不同程度的損失［6，10］。基于此，本研究選取了以典型起爆藥BTF、典型高能炸藥CL?20 和典型不敏感炸藥NTO 等為組分分子的16 種共晶炸藥為研究對(duì)象，采用第一性原……