【摘要】：本文采用ReaxFF反應分子動力學方法,研究了RDX及其衍生物晶體在高溫條件下(2000、2500和3000 K)的熱分解機理以及主要產(chǎn)物隨時間的變化情況。結(jié)果表明:RDX及其衍生物晶體熱解的第一步反應均為N NO_2鍵斷裂生成NO_2分子,隨后反應由于六元環(huán)上和側(cè)鏈基團的不同導致側(cè)鏈脫除或開環(huán)反應的順序不同。在這四種單胞體系熱解中,NO_2和NO分子為共同的中間產(chǎn)物,形成之后迅速發(fā)生次級反應并最終生成N_2。各體系熱解終產(chǎn)物一致,均為N_2、H_2O和CO_2,其中N_2分子數(shù)最多,大于20個。由于原始分子結(jié)構(gòu)和組成中C/N比、H/O比的不同,各體系熱解后H_2O和CO_2分子數(shù)目相差較大。不同溫度下,各單胞體系熱分解生成的最大含碳團簇中C原子數(shù)均較小。在進一步超胞體系的模擬中,RDX和RDX-D2體系生成的含碳團簇中C原子數(shù)分別達到約30和16個,遠高于單胞模擬,且受溫度影響較大;而RDX-D1和RDX-D3單胞或超胞模擬結(jié)果相近,均未生成含碳團簇,僅存在小分子含碳碎片。因此,初始分子的結(jié)構(gòu)和元素比對含碳團簇的生成有明顯影響。
[Abstract]:In this paper, the mechanism of thermal decomposition of RDX and its derivative crystals at high temperature (2000.2500K and 3000 K) and the changes of main products with time have been studied by means of molecular dynamics method of ReaxFF reaction. The results show that the first step of pyrolysis of RDX and its derivatives is the breaking of N NO_2 bond to form NO_2 molecule, and then the order of side chain removal or ring opening reaction is different due to the difference of six member ring and side chain group. In the pyrolysis of these four cell systems, the NO_2 and NO molecules are the common intermediate products, and the secondary reactions occur rapidly after the formation of the molecules, and finally N2s are formed. The end products of pyrolysis of each system are the same, which are N _ 2H _ 2O and CO_2, among which the number of N _ (2) molecules is the most, which is more than 20. Due to the difference of C / N ratio and H / O ratio in the original molecular structure and composition, the number of H _ 2O and CO_2 molecules after pyrolysis of each system is quite different. At different temperatures, the maximum number of C atoms in the carbon-containing clusters generated by thermal decomposition of each unit cell system is smaller. In the further simulation of the supercellular system, the number of C atoms in the carbon-containing clusters generated by RDX and RDX-D2 systems is about 30 and 16 respectively, which is much higher than that of the single cell simulation, and is greatly affected by temperature. However, the simulation results of RDX-D1 and RDX-D3 were similar, and no carbon-bearing clusters were formed, only small molecular carbon fragments were found. Therefore, the structure and element ratio of the initial molecule have a significant effect on the formation of carbon-bearing clusters.
【作者單位】： 四川大學空天科學與工程學院;四川大學化學學院;四川大學化學工程學院;
【基金】：國家自然科學基金(91441132) 教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃(NCET-13-0398)資助項目~~
【分類號】：O643.1

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本文編號：2340909