空位对五唑阴离子盐Mn（N5）2冲击反应和损伤演化的影响

• 作者: 余一 姚闯 孙长庆 张蕾 杨叶子
• 来源期刊: 含能材料
• 学科: 工学
• 关键词: 五唑阴离子盐 空位 冲击反应 损伤演化 从头算分子动力学
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 页码范围: 1003-1009
• 页数: 7页
• 分类号: TJ55
• 语种: 中文
• DOI: 10.11943/CJEM2020162

摘要

为探究微缺陷对五唑阴离子盐冲击响应、化学分解及损伤演化的影响，采用从头算分子动力学模拟方法研究了完美型Mn（N5）2晶体及含有3%空位浓度的Mn（N5）2晶体在不同速度（8，9，10，11，12 km·s-1）c轴冲击波作用下的动力学演化和初始分解反应机理。冲击雨贡纽线的计算结果表明，含空位的Mn（N5）2体系比完美型体系在高压条件下表现出更大的体积压缩比。分子动力学模拟结果显示，当冲击波速vshock<10 km·s-1时，完美型及含有空位的体系在5000 fs内均未出现分解反应，而仅出现了不足10%的体积压缩；当vshock=10 km·s-1时，完美型体系于512.8 fs时刻开始在晶体内均匀地出现N—N键断裂的现象，而含空位体系的初始反应时间则提前至281.6 fs，并且N—N键的断裂集中发生在空位附近；当vshock继续增加至11 km·s-1和12 km·s-1时，两种体系的初始反应时间不断提前，反应进程不断加快，但空位对体系冲击波感度的提升作用和对分解反应进程的加速作用随着冲击波速的提升而不断减弱。研究结果表明空位是热点的早期成核结构之一，空位的存在促进周围的五唑分子发生级联分解，使损伤不断演化成长和传播，进而引起含能材料的点火。