《高能鈍感炸藥TATB的反應機理及反應速率模型研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由陳軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高能鈍感炸藥TATB的反應機理及反應速率模型研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳軍
- 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鈍感炸藥熱分解反應機理研究是爆炸力學領域當前的一個熱點研究課題。反應產物中凝聚相碳聚物是導致鈍感炸藥熱分解速率降低、反應區變寬的關鍵因素，而其影響機制並沒有得到深入理解。本項目針對典型鈍感炸藥TATB，開展炸藥在高溫、高壓條件下和衝擊載入下的熱分解反應過程研究，分析TATB炸藥的基元反應、產物分子結構，理解鈍感炸藥的熱分解反應機理；分析碳聚物的結構、形成機制和與炸藥熱分解產物的二次反應，理解碳聚物對鈍感炸藥熱分解反應的影響機制；分析典型添加劑（氟聚物）對TATB炸藥熱分解反應影響；建立鈍感炸藥TATB的反應速率模型，為鈍感高能炸藥爆轟數值模擬研究提供理論支持。
結題摘要
本項目結合第一性原理/分子動力學方法和經典分子動力學方法開展了三氨基三硝基苯(TATB)為基的鈍感炸藥在高溫、高壓和衝擊載入下熱分解反應過程，建立了炸藥反應中間產物分析方法和程式、炸藥爆轟性能巨觀模擬程式；系統分析了TATB炸藥的基元反應、產物分子結構，揭示了鈍感炸藥的熱分解反應機理，獲得了TATB單質炸藥在反應過程中的452種中間產物和11184種化學基元反應；發現在TATB炸藥反應過程中C-N雜環結構首先形成並逐步反應形成石墨相碳結構是碳聚物的主要形成機制；碳聚物的出現降低了炸藥的反應速率；同時，在TATB為基的PBX炸藥中，發現添加劑氟聚合物中存在的碳結構將導致TATB炸藥中間產物中碳聚物的形成，主要初始碳結構仍是C-N雜環為主，同時，由於大量C-N雜環的存在進一步降低TATB炸藥的反應速率。採用定常流體力學方程描述前導衝擊波，採用化學反應動力學方程描述快反應區，採用化學平衡條件和CJ條件描述CJ點，採用碳擴散－沉積動力學方程描述慢反應區，模擬得到了化學反應區的中間產物分布，發現部分中間產物對TATB的化學反應路徑有較大影響。本項目相關研究成果已經發表SCI論文13篇，提出了可有的TATB炸藥兩步反應模型並初步運用於炸藥烤燃實驗。
