高压下β-HMX热分解机理的ReaxFF反应分子动力学模拟

摘要

采用ReaxFF反应分子动力学方法研究了不同压缩态β-HMX晶体(ρ=1.89,2.11,2.22,2.46,2.80,3.20 g·cm-3)在T=2500 K时的热分解机理,分析了压力对初级和次级化学反应速率的影响、高压与低压下初始分解机理的区别以及造成反应机理发生变化的原因.发现HMX的初始分解机理与压力(或密度)相关.低压下(ρ<2.80 g·cm-3)以分子内反应为主,即N-NO2键的断裂、HONO的生成以及分子主环的断裂(C-N键的断裂).高压下(ρ≥2.80 g·cm-3)分子内反应被显著地抑制,而分子间反应得到促进,生成了较多的O2、HO等小分子和大分子团簇.初始分解机理随压力的变化导致不同密度下的反应速率和势能也有所不同.本文在原子水平对高压下HMX反应机理的深入研究对于认识含能材料在极端条件下的起爆、化学反应的发展以及爆轰等具有重要意义.%10.3866/PKU.WHXB201208031