高能PBX炸藥的界面熱力學性能和降感機理研究

《高能PBX炸藥的界面熱力學性能和降感機理研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由龍瑤擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：高能PBX炸藥的界面熱力學性能和降感機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：龍瑤
• 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所

項目摘要

高聚物粘結炸藥(PBX)在現代工業和國防工程中有廣泛的套用。它的合成工藝、物理化學性能和降感機理等是歷年來關注的課題。本項目從研究PBX體系內部各種界面的原子間相互作用勢出發，對奧克托金(HMX)、三氨基三硝基苯(TATB)等常用炸藥材料的界面性能和衝擊載入性能進行大規模分子級模擬計算。重點研究加入多晶、添加劑後更接近實際產品的混合炸藥體系。具體工作包括計算單質炸藥HMX、TATB和各種添加劑之間的界面原子勢，以之作為大鑽煮精漏規模數值模擬的基礎；然後運用這些勢研究界面的結構、力學和熱學性能，模擬衝擊載入下PBX混合炸藥系統的彈塑性轉化、熱立葛永點形成等問題；分析炸藥的衝擊感度和降感機理。本項目致力於建立從最基本的原子勢到具有實際套用價值的降感機理的系列研究，理解幾種典型高能炸藥體系內部的界面熱力學性能，為新型炸藥的設計和性能最佳化提供理論依據，同時為以後的相關研究工作打下基礎。

結題摘要

本課題研究高能PBX炸藥內部界面的阿肯熱力學性能與降感機理，並以此為基礎理解由基底炸藥和添加劑組成的複雜多晶混合炸藥體系的物性與安全性。主要工作包括方法研究、程式設計以及套用研究。方法研究包括建立了炸藥/添加劑界面原子勢的理論計算方法、單晶-界面-多晶體系熱導率的理論計算方法、衝擊動熱乃灶力學溫度場-應力場的數值分析方法以及界面降感機理的理論模型。程式設計主要是基於上述方法開發了數值計算程式，以獲得所需的界面熱力學性能參數。套用研究包括建立了炸藥/添加劑界面原子勢庫、單晶-界面-多晶混合炸藥體系熱力學性能參數庫以及評估界面降感能力的能量禁錮率參數。課題的邀跨辯研拳漿歸朽究成果為理解界面對複雜含能材料體系的物性與動力學回響特性提供了理論方法與數值結果，提出了其中隱含的微觀物理、力學機制，腳踏殃為新型PBX炸藥的設計與安全性評估提供幫助，能夠為武器系統、運載火箭以及工程建設里PBX炸藥的性能評估與安全使用提供參考。