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炸药相变和化学反应过程极其复杂。从原子、分子尺度上,计算分析炸药相变和化学反应,能够从本质上认识相变和反应机理,对炸药爆轰性能研究和安全性分析有重要意义。本文主要采用分子动力学计算方法,研究CL-20炸药相变和化学反应机理。基于COMPASS力场,采用等温等压分子动力学计算方法,对不同晶型的CL-20超晶胞的晶格参数进行计算,给出了不同温度下晶格参数与时间的关系,验证COMPASS力场对CL-20超晶胞的适用性。通过分析不同晶型的晶格参数与温度的关系和密度与温度的关系,计算出了CL-20超晶胞的相变。当目标温度达到360K时,ξ相CL-20超晶胞发生相变;温度达到450K时,ε相CL-20超晶胞和α相CL-20超晶胞发生相变;当温度达到4 9 0 K时,β相C L-2 0超晶胞发生相变。采用Reax FF力场分子动力学计算方法,基于等温等容系综和B e r e n d s e n热浴,研究1 0 0 0 K至2 5 0 0 K温度范围内,ε相C L-2 0单分子的热分解反应。计算结果显示其反应过程为ε相CL-20分子的N-N键发生断裂,导致五元环和六元环中的硝基官能团脱离分子主体,形成NO2分子。基于周期性边界条件,建立了不同晶型CL-20超晶胞热分解反应分子动力学计算模型,采用Reax FF力场,基于等压等容系综和等温等容系综,用Berendsen热浴和压力浴,控制体系的温度和压力,计算了CL-20超晶胞热分解反应过程,分析了晶型、温度对CL-20超晶胞分解反应的影响。给出了不同温度下不同晶型CL-20超晶胞的主要的化学反应路径。建立了CL-20超晶胞相互撞击的分子动力学计算模型,采用Reax FF-lg力场,基于等温等压系综和等能量等容系综,对不同撞击速度下,含水α相CL-20和α相CL-20超晶胞反应过程进行了计算,分析了不同撞击速度下,两种超晶胞中生成物种类变化及生成物分子数量变化,给出了不同撞击速度下,两种CL-20超晶胞中,α相CL-20分子的主要化学反应形式。