초록 :
펜타 리트 리톨 테트라 나이트 레이트 (PETN)는 우수한 폭발 특성을 가진 널리 사용되는 2 차 폭발물입니다. 그러나 특정 조건에서 PETN은 폭발 또는 지연된 폭발 실패를 포함하여 비정상적인 행동을 보일 수 있으며, 이는 상당한 안전 문제를 제기하고 신뢰할 수있는 적용을 방해합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 우리는 PETN 폭발의 실패에 기초한 기본 메커니즘을 조사하기 위해 포괄적 인 일련의 원자 시뮬레이션을 수행했습니다. 우리의 시뮬레이션은 공극 및 탈구와 같은 결함의 존재가 국소 응력 분포를 수정하고 핫 스팟의 형성을 촉진함으로써 PETN의 폭발 거동을 크게 변화시킬 수 있음을 보여준다. 이러한 결과는 PETN의 실패 메커니즘에 대한 중요한 통찰력을 제공하고 실제 응용 분야에서 안전 및 성능을 향상시키기위한 지침을 제공합니다.
소개 :
PETN은 높은 폭발 속도, 낮은 민감도 및 환경 친화 성으로 인해 군사, 광업 및 산업 응용 분야에서 일반적으로 사용되는 강력한 2 차 폭발물입니다. 광범위한 사용에도 불구하고 PETN은 단점이 없습니다. 약한 개시 또는 비 이상적인 감금에 처한 것과 같은 특정 조건에서, PETN은 폭발 또는 폭발 지연을 경험하지 못할 수 있습니다. 이 이상은 중요한 안전 위험을 초래하고 중요한 시나리오에서 PETN의 신뢰할 수있는 적용을 제한합니다.
방법론 :
PETN의 폭발 실패의 메커니즘을 설명하기 위해, 우리는 반응성 힘 필드와 결합 된 최첨단 원자 시뮬레이션 기술, 특히 분자 역학 (MD) 시뮬레이션을 사용했습니다. 이러한 시뮬레이션을 통해 결함의 존재 및 온도 및 압력의 변화를 포함하여 다양한 조건 하에서 PETN의 미세한 거동을 조사 할 수있었습니다.
결과 및 토론 :
결함-유도 실패 :우리의 시뮬레이션은 공극 및 탈구와 같은 결함의 존재가 PETN의 폭발 행동에 중대한 영향을 미칠 수 있음을 밝혀냈다. 이러한 결함은 스트레스 농축기로서 작용하여 기계적 부하를 국소 적으로 확대하고 핫스팟의 형성을 촉진하며, 이는 폭발을 유발하는 데 중요합니다. 결함의 밀도가 증가함에 따라 폭발 실패에 대한 성향도 상승하여 비 이상 폭발 가능성이 높거나 폭발 실패가 더 높아집니다.
온도와 압력의 영향 :온도와 PETN의 폭발 행동에 대한 압력의 영향도 탐구되었습니다. 더 높은 온도와 압력은 일반적으로 화학 반응에 필요한 활성화 에너지를 감소시키고 폭발 파의 전파를 향상시켜보다 효율적인 폭발을 선호합니다. 그러나 결함의 존재는 높은 온도와 압력에서도 이러한 효과에 대항 할 수 있습니다. 이것은 PETN의 전반적인 폭발 성능을 관리하는 데있어 결함의 우선적 인 역할을 강조합니다.
시사점과 결론 :
우리의 연구는 원자 수준에서 PETN 폭발의 실패 메커니즘에 대한 포괄적 인 이해를 제공합니다. 공극 및 탈구와 같은 결함의 존재는 폭발의 개시 및 전파를 방해 할 수있는 중요한 요소로 나타납니다. 이러한 이해는 이러한 결함을 완화하기위한 전략 개발을 안내하여 실제 응용 분야에서 PETN의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 또한이 작업에서 얻은 통찰력은 미래의 폭발물 및 추진제의 설계 및 최적화를 지원하는 다른 에너지 재료로 확장 될 수 있습니다.
