飞秒激光烧蚀黑索今的分子动力学模拟

• 作者: 伍俊英 杨利军 李姚江 陈朗
• 来源期刊: 兵工学报
• 关键词: 黑索今 分子动力学 飞秒激光 ReaxFF/lg反应力场
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 研究简报|Research Notes
• 页码范围: 214-224
• 页数: 11页
• 分类号: TQ564.3|TJ55
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.01.025

摘要

利用飞秒激光的超短脉冲时间和超高能量密度的特点,可以实现对炸药的精密加工和纳米含能材料的制备.深入认识飞秒激光烧蚀炸药机理是发展飞秒激光加工技术的基础.采用反应分子动力学方法,基于ReaxFF/lg反应力场,对不同飞秒激光能量作用黑索今(RDX)过程进行分子动力学模拟,分析RDX初始分解反应路径、粒子扩散逃逸特征,研究不同飞秒激光能量作用下RDX的烧蚀机制.结果表明:在不同飞秒激光能量作用下,RDX的烧蚀机制不同.当激光能量较高时(激光能量1.0mJ/pulse,激光能量密度51 J/cm2),RDX瞬间发生分解反应,产生高温高压等离子体,产物中有大量的单原子、离子以及小分子产物;当激光能量较低时(激光能量0.2 mJ/pulse,激光能量密度10.2 J/cm2),RDX主要以完整分子形式气化扩散逃逸,炸药以光机械烧蚀机制去除;在飞秒激光烧蚀炸药过程中,逃逸的粒子速度极高,粒子难以向未烧蚀区域传递能量,不会引发热扩散效应,因此能够实现对炸药的冷加工.