局部高温诱发CL-20/TNT共晶炸药内反应流传播的ReaxFF分子动力学模拟

为了更好地理解含能材料热点火以及热点成长现象和机理, 采用基于第一性原理的ReaxFF反应力场分子动力学方法模拟了CL-20/TNT共晶炸药内反应流传播的时空行为和初始化学反应过程。通过NVT系统和Berendsen温度耦合方法对含能材料两端连续快速加热并维持在高温条件激发反应流的产生和传播, 并采用两种不同的热载荷(3000, 4000 K)比较温度差异对初始热分解速率的影响。两端热载荷为4000 K时, 热冲击传播过程中粒子瞬时平动速率可达0.5 km·s-1, 高于3000 K时的情况。于此同时, 两端高温将引发含能材料逐渐发生分解反应, 同温度条件下, 共晶中CL-20的分解速率高于TNT。另外, 热载荷温度越高, 共晶完全分解所需的时间越少。产物识别分析显示, CL-20/TNT共晶热分解的主要产物为NO2, NO, H2O, N2, CO, CO2, HONO, H2O2, CHON, H2N, CH2O, 其中, NO2是初始热分解产物, 而最终产物为N2, CO2和H2O