梯恩梯(TNT)爆轰初期形成富碳团簇分子及类石墨结构的分子动力学模拟

张亚平; 杨镇; 李启凯; 何远航

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富碳炸药在爆轰过程中可产生团簇分子,而现有的实验手段不能直接观测团簇分子的形成过程.本文采用ReaxFF/lg力场对梯恩梯(TNT)在不同温度下的热分解过程进行了模拟.研究发现:团簇分子在反应初始阶段形成缓慢,大约一次增加一个TNT相对分子质量.随着反应进行.团簇分子迅速增大,最大团簇分子相对分子质量可达8000～10000,约占体系质量的18％.分析团簇分子的结构发现,团簇分子中一部分苯环被破坏,形成五元环和夹杂N、O原子的六元环,在3500 K条件F还形成了更为复杂的七元环等结构.通过体积膨胀和直接降温的方法,研究了团簇分子的稳定性:体积膨胀使得团簇分子迅速分解:而直接降温,团簇分子又聚合成更大的团簇.分析类石墨结构的产生过程,发现先膨胀然后降温是必不可少的步骤.比较团簇分子和TNT分子中各原子质量所占比,团簇分子中C原子质量比始终在增加.

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来源
《化学学报》 |2018年第7期|556-563|共8页
作者
张亚平; 杨镇; 李启凯; 何远航;
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作者单位

北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081;

北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081;

北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083;

北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081;

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正文语种 chi
中图分类
关键词
富碳炸药; 团簇分子; ReaxFF/lg; 类石墨; 体积膨胀;

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