沖擊作用下CL-20/HMX 共晶力-熱-化學耦合響應的動力學模擬

王 寧，蘇 晶，關紅波，成 杰，程立國，李 軍

（1. 湖北航天化學技術研究所，湖北 襄陽 441003；2. 航天化學動力技術重點實驗室，湖北 襄陽 441003；3. 湖北航鵬化學動力科技有限責任公司，湖北 襄陽 441003）

1 引言

含能材料的能量和安全性矛盾一直以來受到廣泛關注，含能共晶炸藥是解決這一矛盾的主要途徑之一，其中較為典型代表是CL-20/HMX 共晶炸藥［1-4］，該炸藥的爆轟性能優于β-HMX，感度與β-HMX 相當［2］，對其感度機理的深入研究有利于新型含能共晶炸藥的設計和開發。含能材料分子、晶體結構與其感度的關系，國內外開展了大量研究［4-8］。對于CL-20/HMX 共晶炸藥的撞擊感度，熱力學引發鍵鍵級判據和動力學活化能判據［9-10］在單質含能材料中應用較為廣泛。由于分子層級混合的含能共晶仍屬于不同分子結構的混合，因此這些判據還在進一步發展。對CL-20/HMX 共晶的穩定性，Bolton 等［2］認為與純組分相比，共晶中的C—H…O 氫鍵數目明顯增多，鍵長減小。陶俊等［11］根據最大鍵長和結合能，以范德華為主的作用力“敏化”了CL-20/HMX 共混體系的結構，而根據內聚能密度和徑向分布函數，得出CL-20/HMX 共晶體系由于存在長度相對較短的CH…O 氫鍵而導致其感度較低。若考慮晶體形貌或缺陷影響，用于預示感度的最大引發鍵鍵級判據和分子間弱相互作用強弱等將受到限制。隨著計算能力提高，從動力學角度模擬晶體結構和感度的關系成為可能。

目前，立足于含能材料分子結構，在晶體結構、顆粒等空間上和介觀-微觀等時間尺度上，對強沖擊下含能材料發生的力-熱-化學變化耦合過程的研究已取得較大進展。……