ε-CL-20在二元混合溶劑中晶體形貌的分子動(dòng)力學(xué)模擬

趙鹽鵬,衛(wèi)宏遠(yuǎn),黨樂(lè)平

(天津大學(xué)化工學(xué)院,天津 300072)

自20世紀(jì)Nielsen首次合成以來(lái),六硝基六氮雜異伍茲烷(hexanitrohexaazaisowurtzitane,簡(jiǎn)稱CL-20)在航天和軍事等領(lǐng)域一直備受關(guān)注[1]。CL-20作為一種新型含能材料,相較于奧克托今(HMX)和黑索金(RDX)等含能材料,CL-20具有更高的爆速,更大的爆壓,更高的能量及密度。CL-20具有α、β、γ和ε 4種晶型,相較于其他晶型,ε-CL-20的能量密度最高,最具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值[2]。然而,過(guò)高的感度使得ε-CL-20在使用過(guò)程中存在極大的安全隱患,容易引發(fā)爆炸等危險(xiǎn)[3]。因此,如何降低ε-CL-20的感度成為當(dāng)前含能材料領(lǐng)域的主要研究方向。

目前,降低ε-CL-20晶體感度的方法主要是通過(guò)與其他含能材料晶體形成共晶、制備聚合物黏性炸藥(PBXs)以及改進(jìn)工藝[4-7]。通過(guò)形成共晶、黏性炸藥雖然可以在一定程度上降低晶體感度,但也會(huì)降低其能量密度。溶劑化物形成技術(shù)等改進(jìn)的生產(chǎn)工藝由于受到實(shí)際生產(chǎn)條件的限制,往往無(wú)法在含能材料的實(shí)際生產(chǎn)中得到運(yùn)用[8]。晶體性質(zhì)由外部環(huán)境和晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)共同決定。通過(guò)改變?nèi)軇⑻砑觿┗虿僮鳁l件可以達(dá)到控制晶體形貌的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,晶體形貌對(duì)感度有著十分重要的影響。相較于橢球形晶體,針狀或片狀晶體具有更高的摩擦感度和撞擊感度[9]。因此,改善晶體形貌,使其更趨近于橢球形是降低晶體感度的一種十分有效的方案。

目前,關(guān)于晶體球形化生產(chǎn)工藝的改進(jìn)已經(jīng)有了很多相關(guān)報(bào)道。朱明河等[10]通過(guò)探究結(jié)晶條件及晶體生長(zhǎng)環(huán)境得到了制備……