CL-20/DNB共晶炸药晶体缺陷的理论计算

杭贵云，余文力，王 涛，李 臻

(火箭军工程大学，陕西 西安 710025)

引 言

2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(CL-20)是一种典型的高能量密度含能材料，也是目前综合性能最好的单质炸药，具有广泛的应用价值，但其机械感度高，安全性能差，不能满足钝感炸药的要求，限制了其应用。

近年来，共晶成为一种改善含能材料性能的有效途径。通过共晶，可以降低含能材料的感度，提高安全性，同时改善其力学性能、氧平衡系数与能量密度。2013年，王玉平等[1-2]以CL-20与1,3-二硝基苯(DNB)为原料，制备了摩尔比为1∶1的CL-20/DNB共晶炸药，并研究了共晶炸药的性能。结果表明，CL-20/DNB共晶炸药的熔点比DNB高44.7℃，感度比CL-20低很多，有望成为一种新型的高能钝感炸药。在共晶炸药制备过程，原料中可能会混入其他成分的杂质，从而导致制备的炸药样品中含有杂质。此外，在晶体生长过程中，由于外界因素的干扰，晶体的生长可能会受到影响，使得晶体中存在缺陷，进而影响炸药的性能，如力学性能、稳定性、感度与爆轰性能等，从而进一步影响武器弹药的安全性与使用性能[3-5]。因此，研究晶体缺陷对炸药性能的影响具有重要意义。

本研究分别建立了“完美”型与含有晶体缺陷(掺杂、空位与位错)的CL-20/DNB共晶炸药模型，采用分子动力学方法，预测了各种模型的力学性能、结合能、感度与爆轰性能并分析了晶体缺陷对炸药性能的影响，以期为炸药性能评估提供参考。

1 计算模型与计算方法

1.1 单个分子模型的建立

CL-20/DNB共晶炸药由CL-20与DNB组成，在MS软件中，分别建立CL-20与DNB的单个分子模型，如图1所示。……