共晶炸药晶体稳定性和爆轰能量提升策略的理论研究

发布时间：2023-03-04 21:47

　　为探究影响共晶炸药晶体稳定性和爆轰能量的关键因素,基于第一性原理方法对六硝基六氮杂异伍兹烷/奥克托今(CL-20/HMX)、六硝基六氮杂异伍兹烷/三硝基甲苯(CL-20/TNT)、苯并三氧化呋咱/1,3,5-三硝基苯(BTF/TNB)、3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮/5,6,7,8-四氢四唑并三嗪(NTO/TZTN)等16种共晶炸药的晶体结构、分子间相互作用、物理化学性质参数、晶体稳定性及爆轰能量进行了研究。结果表明,分子间氢键强度小于21 kJ·mol^-1时,共晶晶体稳定性主要由氢键数量决定;氢键强度大于21 kJ·mol^-1时,共晶晶体稳定性主要由氢键强度决定。相对于单组分炸药,共晶炸药大多具有较好的氧平衡和氮含量,但晶体密度普遍较小,导致爆轰能量相对于单组分炸药并无明显优势。以CL-20共晶炸药为例,共晶设计需提升分子间氢键的强度,而非仅增大氢原子计量比、增加氢键数量以提升晶体稳定性。该策略能兼顾较好的氧平衡、氮含量和晶体密度,从而实现共晶炸药晶体稳定性和爆轰能量的实质性提升。

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【文章目录】：
1 引言
2 计算方法
3 结果与讨论
    3.1 氢键数量和氢键强度对共晶炸药晶体稳定性的影响
    3.2 共晶炸药爆轰能量影响因素
    3.3 CL-20/HMX、TATB/CL-20结构稳定性与爆轰能量提升策略
        3.3.1 CL-20/HMX结构稳定性与爆轰能量的提升策略
        3.3.2 CL-20/TATB共晶炸药的结构稳定性与爆轰能量的提升策略
4 结论



本文编号：3755063