彭亚晶 孙爽 刘伟娜 刘宇辉

(渤海大学物理科学与技术学院, 锦州 121000)

1 引 言

环三亚甲基三硝胺(RDX)是一种高性能的含能化合物, 广泛应用于多种聚合物键合炸药(PBXs)和推进剂配方中[1].由于晶体生长过程中的各种不利条件, 通常会在晶体内部形成一些缺陷, 包括空位、杂质和位错等, 这对其初始反应性能有一定的影响[2-4].当含能材料中含有大量缺陷时, 对外界热或冲击的感度将显著下降[5].Wang等[6]和Kuklja等[7]运用第一性原理的方法对含空位和位错缺陷的RDX晶体的电子结构性质进行了研究, 结果表明空位缺陷的存在会导致晶体光学带隙变窄, 并降低了其绝缘体相态向金属相态转变的临界压力.我们先前的工作对含有分子空位的RDX晶体的几何结构、电子结构及振动特性进行了详细地分析,表明了分子空位缺陷的存在使体系能带隙变小, 并使缺陷附近的分子结构松弛, 电荷分布增多, 反应活性增强[8].Chakraborty等[9]利用密度泛函理论计算了HMX和RDX含能材料的分解途径, 表明了N—NO2消去和氢转移形成HONO的能垒较低(约39 kcal/mol); Ge等[10,11]利用多尺度冲击技术(MSST)对凝聚相β-HMX 和RDX进行分子动力学模拟, 给出N—NO2键的解离和C—N键断裂是RDX的主要分解途径, 并指出单一RDX分子在11 km/s速度冲击下, 主要产物包括NO2, NO,N2O, CO和N2.郑朝阳和赵纪军[12]利用第一性原理分子动力学方法研究了RDX的热解初始反应机制, 表明了分解方式主要包括质子转移、C—N键断裂和N—NO2键断裂等方式, 并提出冲击加载可能带来C—H键断裂的反应机制.然而, 在冲击……