不同温度下HMX和RDX晶体的感度判别和力学性能预估——分子动力学比较研究

摘要

为探讨和比较炸药黑索金(RDX)和奥克托今(HMX)晶体的结构、能量和力学性质随温度的递变规律,在COMPASS力场和NPT系综下,对其合适的等原子数超晶胞模型分别进行5个温度(195,245,295,345和395 K)下的分子动力学(MD)周期性模拟研究.结果表明,随着温度的升高,RDX和HMX晶体引发键N-NO2的最大键长(Lmax)的逐渐增大以及引发键连双原子作用能(EN-N)和内聚能密度(CED)的逐渐减小均与感度随温度升高而增大的实验结果一致；且在各温度下,RDX晶体的Lmax均大于HMX晶体的Lmax,与HMX相比,RDX的EN-N和CED均较小,上述结果与RDX比HMX感度大的实验结果相符.由此表明,在一定条件下,Lmax,EN-N和CED可用于高能物质的热和撞击感度的相对大小的判别.基于MD模拟原子运动轨迹,用静态法求得2种晶体的弹性力学性能,发现拉伸、体积和剪切模量均随温度的升高而递减,与实验结果一致.