編號：CYYJ03282
篇名：納米鋁顆粒在不同炸藥環(huán)境中氧化燃燒的分子動力學模擬
作者：鐘凱 張朝陽
關鍵詞： 納米鋁顆粒 含鋁炸藥 氧化性 鋁團簇 化學反應機理
機構(gòu)： 中國工程物理研究院化工材料研究所
摘要： 為探索炸藥環(huán)境對納米鋁顆粒(ANP)氧化燃燒的影響,采用分子動力學模擬方法,研究了程序升溫加熱、恒溫加熱及絕熱加熱下ANP在硝化甘油(NG),、黑索今(RDX)和三氨基三硝基苯(TATB)環(huán)境中的氧化燃燒機理,。結(jié)果表明,NG、RDX和TATB對ANP的氧化性依次減弱,對燃燒的微觀機制產(chǎn)生了不同的影響,。在氧化形貌上,隨著炸藥環(huán)境氧化性的減弱,ANP在急速升溫下發(fā)生崩裂的程度減弱,氧化速度變慢,最終形成的Al團簇中Al原子的主要配位數(shù)從NG環(huán)境中的7配位下降為TATB環(huán)境中的6配位,。并且在TATB環(huán)境中,ANP上解離的Al原子在環(huán)境中形成了原子數(shù)約為100的大團簇結(jié)構(gòu),這也抑制了ANP的氧化進程。在團簇數(shù)量上,程序升溫加熱下不同炸藥環(huán)境間的差異較小,。而在恒溫加熱和絕熱加熱下,隨著炸藥環(huán)境氧化性的減弱,ANP崩裂后形成的Al團簇數(shù)量減少,并且由于小Al團簇在氧化性弱的環(huán)境中不易團聚,此后Al團簇數(shù)量會在短時間內(nèi)持續(xù)增加,。在化學反應特性上,NG環(huán)境中的ANP主要與炸藥分解的含氧產(chǎn)物反應,導致形成的Al團簇氧化更加完全。而在RDX和TATB環(huán)境中,ANP還能與N2,、CN等不含氧產(chǎn)物發(fā)生大量反應,導致形成的Al團簇中包含較多的C,、H、N原子,Al團簇的氧化并不完全,。
