采用ReaxFF分子动力学方法同时结合多尺度冲击技术(MSST)模拟了4–10 km·s?1定常冲击波加载下含能共晶CL-20/HMX沿不同晶格矢量的初始物理化学响应.获得了系统温度、压力、密度以及粒子速度的时间演化路径,以及初始分解路径,最终稳定反应产物和冲击雨贡纽等.研究结果表明:冲击波入射至含能共晶后,物理上依次经历诱导期、快压缩、慢压缩以及膨胀过程.快压缩和慢压缩过程分别对应反应物的快分解和慢分解.采用指数函数对反应物的衰减曲线进行拟合,并比较了共晶中反应物的衰减速率.整体上,随着冲击波速度的增加,反应物响应的时间逐渐提前,并且,冲击波沿各晶格矢量入射后,共晶中CL-20分子分解的响应时间均早于HMX.CL-20快分解阶段的衰减速率最高,HMX快分解的衰减速率居其次.相对于快分解阶段,慢分解阶段各反应物的衰减速率差异较小.含能共晶的初始反应路径是CL-20聚合形成二聚体,而冲击诱导共晶分解的初始反应路径是CL-20中N-NO2键断裂形成NO2.随后产生N2O,NO,HONO,OH,H等中间小分子.最终稳定产物是N2,H2O,CO2,CO和H2.晶格矢量b,c方向冲击感度相同,低于晶格矢量a方向的感度.冲击诱导共晶中CL-20和HMX分解的最小冲击波速度(us)分别为6 km·s?1和7 km·s?1.采用冲击雨贡纽关系计算得到沿晶格矢量a,b,c冲击诱导CL-20/HMX共晶起爆的压力分别为16.52 GPa,17.41 GPa和17.41 GPa.爆轰压力范围介于36.75 GPa–47.43 GPa.
定常冲击波 含能共晶 反应力场 分子动力学 冲击诱导分解