發(fā)布時間：2021-04-21 12:35

　　鋁基復合含能材料在極端條件下反應(yīng)過程化學反應(yīng)機制復雜,從實驗上研究其化學反應(yīng)與物理變化的耦合過程具有極大的挑戰(zhàn)。本文圍繞納米鋁及其氧化物對含能材料熱分解的影響,通過反應(yīng)分子動力學模擬手段對其熱安定性和反應(yīng)機理進行研究。以納米鋁及其氧化物和RDX、TATB、NG、CL-20作為研究對象,探究了納米鋁的粒徑、含量、氧化鋁殼結(jié)構(gòu)存在與否、溫度等對含能材料熱分解的影響,著重分析了含鋁團簇和含碳團簇的演化機制,發(fā)現(xiàn)了納米鋁的微爆過程和分散及團聚過程,揭示了納米鋁對含能材料熱解影響的機理。本文主要研究結(jié)果如下:（1）通過反應(yīng)分子動力學方法構(gòu)建了Al/RDX模型,研究了納米鋁及其氧化物對RDX熱分解的影響。研究發(fā)現(xiàn)納米鋁的加入顯著提高了體系的燃燒熱釋放,同時降低點火延滯時間和反應(yīng)勢壘。在Al/RDX體系和RDX體系中雙分子催化分解反應(yīng)均占據(jù)主導位置,中間產(chǎn)物催化加速了含能材料熱分解過程。溫度對RDX的分解起著至關(guān)重要的作用,低溫下納米鋁及其氧化物對RDX熱分解催化作用明顯。團簇作為含鋁炸藥的重要產(chǎn)物,升高溫度明顯降低團簇質(zhì)量并增加團簇數(shù)量。氧化鋁雖然對能量釋放幾乎沒有貢獻,但在低溫下發(fā)現(xiàn)了類似的表面... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
主要符號表和縮寫詞
1 緒論
    1.1 研究背景、目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 理論基礎(chǔ)和研究方法
    2.1 引言
    2.2 分子力學力場
    2.3 分子動力學方法與ReaxFF反應(yīng)力場
    2.4 ReaxFF MD模擬方法簡介
3 納米鋁及其氧化物對RDX熱分解的影響
    3.1 引言
    3.2 模擬細節(jié)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 RDX分解動力學
        3.3.2 RDX初始分解反應(yīng)
        3.3.3 含鋁團簇的演化
        3.3.4 勢能演化
        3.3.5 中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物演化
        3.3.6 程序升溫（NVT）和絕熱（NVE）模擬
    3.4 本章小結(jié)
4 納米鋁與TATB熱分解分子動力學模擬
    4.1 引言
    4.2 模型構(gòu)建與計算方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 ANP結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 ANP微爆效應(yīng)
        4.3.3 含鋁團簇分析
        4.3.4 含碳團簇分析
    4.4 本章小結(jié)
5 納米鋁與CL-20、NG的熱分解分子動力學模擬
    5.1 引言
    5.2 模型構(gòu)建與計算方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 勢能的演化
        5.3.2 NG、CL-20的分解
        5.3.3 產(chǎn)物分析
        5.3.4 團簇分析
        5.3.5 ANP氧化機制
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]黑索金基含鋁炸藥的熱重分解及幾種熱分解動力學參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系[J]. 鄭亞峰,孫培培,常海,南海,陳春燕.  化工新型材料. 2019(09)
[2]黑索今基含鋁炸藥烤燃實驗和數(shù)值模擬[J]. 寇永鋒,陳朗,馬欣,趙聘,魯建英,伍俊英.  兵工學報. 2019(05)
[3]Interaction of TATB with Cu and Cu+1. A DFT study[J]. Lemi Türker.  Defence Technology. 2019(01)
[4]燃燒穩(wěn)定劑對RDX-CMDB推進劑不穩(wěn)定燃燒的抑制規(guī)律[J]. 陳雪莉,王瑛,張佩.  火炸藥學報. 2016(02)
[5]活性鋁粉對RDX基含鋁炸藥驅(qū)動能力的影響[J]. 王輝,沈飛.  科學技術(shù)與工程. 2016(03)
[6]納米Al/RDX混合物的安全性[J]. 苗雪,胥會祥,趙西鵬,裴慶,龐維強,王國強.  火炸藥學報. 2015(05)
[7]鋁粉粒度對RDX熱分解動力學的影響[J]. 黃浩,焦清介,李俊龍,朱祥東,臧充光.  火炸藥學報. 2011(06)

博士論文
[1]ReaxFF反應(yīng)力場的開發(fā)及其在材料科學中的若干應(yīng)用[D]. 劉連池.上海交通大學 2012



本文編號：3151767