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《南京理工大学》 2015年
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CL-20/TNT共晶、RDX缺陷晶体及其复合体系结构与性能的MD模拟研究

曹强  
【摘要】:本文采用分子动力学(MD)方法,首次对CL-20/TNT共晶基高聚物粘结炸药(PBX)的结构与性能进行了报道,探索了不同浓度、温度和类型的粘结剂对共晶炸药性能的影响。此外,运用MD方法对RDX孔缺陷体系及其与石蜡的复合体系进行了研究,从能量角度反映体系的感度与孔径的关系。首先,选择浓度不同(2.5%、9.2%、14.9%、19.9%)的F2311作为粘结剂,对CL-20/TNT/F2311 PBX体系进行MD模拟。以引发键最大键长[Lmax(N-NO2)]关联PBX体系的感度,结果发现随F2311在PBX中浓度的增加,体系的感度先减小,而后在浓度为9.2%趋于稳定;同时,随浓度的增加,体系的内聚能(CED)、爆速爆压均逐渐减小,结合能和延展性逐渐提高。其次选择合适的PBX模型在不同温度(195K-395K)下进行MD模拟。模拟结果表明以Lmax(N-NO2)、N-N双原子作用能(EN-N)和CED来关联CL-20/TNT共晶基PBX体系的热和撞击感度,所得结果与实验事实相符;随温度的升高,PBX体系的力学性能有规律的变化,但结合能呈现复杂变化,意在说明结合能不能关联PBX体系感度。最后选择四种高分子(F2311、F2314、PVAc、PS)作为粘结剂,对CL-20/TNT共晶基PBXs进行MD模拟。研究发现F2311、F2314两种氟聚物不仅能有效改善PBX体系的延展性,而且小幅度的降低共晶炸药的爆速爆压;求得共晶体系与高分子间的结合能大小顺序为CL-20/TNT/PVAcCL-20/TNT/F2311 CL-20/TNT/PS CL-20/TNT/F2314;比较高分子与共晶三个晶面[(100),(010),(001)]的结合能,可得(010)面与高分子的结合能最小;并以对相关函数描述了共晶体系与高分子间的相互作用方式。运用MD模拟方法,对不同孔径下纯RDX体系及RDX/paraffin复合体系进行退火。研究发现,在孔径不超过RDX单胞体对角线的情况下,两体系的感度均随孔径的增大而增大;同一孔径下RDX体系比复合体系更易形成孔缺陷,感度较高,这与石蜡致钝的实验事实相符。当孔径为6时五种RDX切割模型及其复合体系的感度大小顺序均是一致的,并以对相关函数和界面结合能分析了这一结论。此外,还研究了RDX体系及其复合体系的分子扩散,发现孔缺陷和石蜡的加入均能加速RDX分子的扩散。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ560.1

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1 曹强;CL-20/TNT共晶、RDX缺陷晶体及其复合体系结构与性能的MD模拟研究[D];南京理工大学;2015年
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