晶体缺陷对HMX基PBX性能影响的理论计算

作者：苗爽; 王涛^*; 王玉玲; 杭贵云; 戚春保; 鲁昌兵

来源：含能材料, 2019, 27(08): 636-643.

• 高聚物粘结炸药（PBX）
• 晶体缺陷
• 感度
• 爆轰性能
• 力学性能
• 分子动力学模拟

为研究晶体缺陷对奥克托今(HMX)基高聚物粘结炸药(PBX)性能的影响,分别建立了2种PBX"完美"模型和4种缺陷模型。采用分子动力学(MD)方法,对6种PBX模型进行了模拟计算,得到了感度、结合能、爆轰性能和力学性能参数并进行了对比。结果表明,晶体缺陷导致PBX炸药的键连双原子作用能和内聚能密度减小,分别下降2.46～5.72 kJ·mol-1和0.0251～0.0544 kJ·cm-3,表明缺陷模型的感度增加,安全性降低;缺陷模型的结合能下降509.61～1618.24 kJ·mol-1,表明炸药的稳定性变差;缺陷模型的密度、爆速和爆压均下降,降幅分别为0.01～0.05 g·cm-3、36.35～185.69 m·s-1和0.36～1.79 GPa,其氧平衡和爆热的变化几乎可以忽略不计,表明缺陷模型的毁伤威力降低。晶体缺陷还导致PBX炸药的拉伸模量、体积模量和剪切模量分别下降0.062～1.772、0.261～1.188 GPa和0.012～0.685 GPa,体积模量与剪切模量之比增加0.002～0.366,位错和空位缺陷模型的柯西压分别下降0.822 GPa和0.479 GPa,掺杂和孪晶缺陷模型的柯西压分别上升0.114 GPa和0.491 GPa,表明缺陷模型的抗变形能力下降,柔韧性增强。

• 单位
  中国工程物理研究院