CL-20及其共晶炸药热力学稳定性与爆轰性能的理论研究

作     者：张蕾 赵艳红 姜胜利 余一 王星 赵寒月 李重阳 陈军 ZHANG Lei 1 , ZHAO Yan-hong 2 , JIANG Sheng-li 1 , YU Yi 1 , WANG Xing 1 , ZHAO Han-yue 1 , LI Chong-yang 3 ,CHEN Jun 1,2

作者机构：中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 湘潭大学材料科学与工程学院湖南湘潭411105 

出 版 物：《含能材料》 (Chinese Journal of Energetic Materials)

年 卷 期：2018年第26卷第6期

页      面：464-470页

核心收录：

学科分类：082604[工学-军事化学与烟火技术] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0826[工学-兵器科学与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(11604017) 国防基础科研核科学挑战专题(TZZT2017-D2-HT013J) 国家重点研发计划(2017YFB0202403) 

主　　题：六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20) 共晶 分子相互作用 宏观物性 爆轰性能 

摘      要：基于自主研发的第一性原理软件研究了六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)炸药五种晶相、苯并三氧化呋咱(BTF)炸药晶体及CL-20/BTF共晶炸药结构的热力学稳定性、力学性能和爆轰性能。研究表明,弱氢键的静电吸引作用使CL-20/BTF共晶的分子间结合能相对于无氢BTF晶体增加39%,提升了共晶结构的热力学稳定性并较大地改变了其体弹模量和声速等力学性能。CL-20/BTF共晶虽与纯BTF晶体有相近的密度,但由于共晶的氧平衡系数得到优化,因此其爆压、爆速分别相对提高约11%、5%;与β-CL-20晶体相比,共晶的密度与氧平衡均有所下降,因而其爆压、爆速分别相对下降约15%、6%。设计新型钝感共晶炸药应避免共价键强度极弱的分子和具有高密度振动谱特征峰的结构,应有效利用氢键对分子空间堆积的热力学稳定效应,同时适量控制氢元素含量以保障炸药的高能量密度。