3.4.1力学性能 1

3.4.2 PBX键长统计 1

3.4.3高聚物与基体的结合能 1

3.5本章小结 1

4 结论 1

致谢 1

参考文献 1

1绪论

1.1研究背景及意义

环三亚甲基三硝铵(hexahydro-1,3,5-trinitro-2,4,6-triazine)即黑索金，其代号是RDX，是非常典型的六元杂环硝铵类炸药，也是一种正在被广泛使用的低成本的高能量炸药，是当代以及未来时间内固体推进剂及炸药装药的主要成分，在发射药、混合炸药和推进剂之中有着极其广泛的应用。

黑索金(RDX)其化学性质稳定，其热安定性好，能量高而且燃烧产物相对分子质量比较低，已经被广泛地应用于混合炸药和固体推进剂等复合含能材料之中。用RDX制成的推进剂理论比冲较大且具有不吸湿、高密度、良好的热安定性、良好的贮存安定性及与其他组分相容性好等优点[1]。因此，长期以来一直是常规兵器中广泛使用的最重要的炸药之一，也是理论研究和实验的主要高能材料之一。

从RDX的使用情况来看，直到20世纪80年代，黑索金凭借其优良的爆炸性能，仍然是最受大家重视与关注的炸药化合物。随着现代武器的飞速发展，为了提高部队战斗力的杀伤力，对炸药的性能提出了越来越高的需求与要求。含能材料的发展也已进入到了以改进炸药性能及合成为重点的阶段[2]。

现今使用的评价标准主要以力学性能的优劣为参考，这不仅决定了其使用的性能，也同时影响着能量特性能否得到真正的实现。肖继军教授，马秀芳[3]等，模拟计算了RDX晶体及其以RDX为基的一系列含氟高聚物PBX的力学性能。实验结果发现，与RDX晶体相比较，各PBX的模量和弹性系数均有明显的下降。朱伟等[4]探讨了单体炸药RDX的静态力学性能随温度变化的规律。用分子动力学方法(MD)，在COMPASS力场下，作多种温度(195K～445K)的周期性模拟计算，有静态力学分析的方法来得到其弹性系数、泊松比和模量。实验结构表明，在195K～345K时，体系的弹性和刚性随着温度的增加而下降。

不同于传统的研究方法，“分子设计”的方法，是指通过理论和计算的方法来预测炸药的结构和性能，从而帮助探索新型含能材料。在美国、英国、德国和俄罗斯等科技发达的国家，相继发展并且应用分子设计技术来设计新型含能材料，可以说含能材料的分子设计已经基本上进入实用阶段了。从分子水平上设计的新型炸药，必须解决分子结构和炸药感度的关联关系问题。由于炸药的分子结构复杂，并且影响感度的因素又比较多，有介观(晶格结构，如缺陷、杂质等影响)、微观(分子结构层次)和宏观因素，从而使得这个问题十分复杂。这些因素中最根本最重要的是分子结构，因此寻找感度和分子结构的关联关系是亟待解决的最基本的问题[5]。

这个问题的解决不仅有重要的实际应用价值，并且在丰富人类认识物质分子的微观性质是如何控制宏观性质的方面有着重要的理论意义。国内外许多科学家对其进行了探索研究，这些探索研究大多说都基于最弱键的断裂即分子的局部特性。引发键的各种性质与感度的关系已经成为科学家关注的焦点[6]。

炸药分子稳定性的理论研究一直是一个困难但又重要的问题，科学家提出了许多种研究的方法[7]。对硝铵类含能分子的稳定性的研究，只有深入到分子的微观结构领域才能得到其正确的认识。