【摘 要】
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位错是一种由于分子排列错位而产生的典型晶体缺陷.在外载荷作用下,晶体位错是加速材料局部破坏的主要原因之一.在含能材料晶体中位错有助于冲击起爆热点的形成.位错在累
【机 构】
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中国工程物理研究院化工材料研究所,四川省绵阳市919信箱327分箱
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位错是一种由于分子排列错位而产生的典型晶体缺陷.在外载荷作用下,晶体位错是加速材料局部破坏的主要原因之一.在含能材料晶体中位错有助于冲击起爆热点的形成.位错在累积到一定程度之后能量随之释放,被认为是热点形成机理之一[1].对于包含晶体缺陷(包括孔洞、裂纹等)的含能材料,其冲击起爆都暗含有位错诱导形成的局域热点的贡献.实验研究表明,黑索金(RDX)晶体的冲击感度存在明显的各向异性.垂直于(210)和(100)面的冲击感度要明显高于(111)面,这其中位错调节的塑性形变起到了很重要的作用[2].在冲击过程中如没有滑移剪切系统生成,此冲击方向感度较高,反之如果在冲击波传播过程中有滑移剪切发生,此方向感度则较低.但是目前关于位错缺陷对炸药冲击波感度影响的直接关系还没有相关报道.因此,本工作主要围绕这一问题展开.我们采用ReaxFF反应性力场研究了RDX四种位错(刃型(010)1/2[100]/edge(e1),(010)[001]/edge(e2),螺旋型位错(010)1/2[100]/screw(s1),(010)[001]/screw(s2))的剪切情况,并采用多尺度冲击加载技术(MSST)研究了这四种位错在冲击条件下的响应.结果表明四种位错的剪切应力位垒值(即最大应力与初始应力的差值)按e1,s1,e2,s2顺序依次增加,见Fig.1.这一结果与Mathew等人关于RDX位错的Peierls应力结果一致[3].冲击结果表明它们垂直于(100)面冲击感度从低到高依次为s1,s2,e1,e2.Fig.2给出了不同体系的温度随时间的变化曲线.含刃型位错晶体的冲击波感度比含旋型位错的高,含位错晶体的冲击波感度比完美晶体的高.
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