熱和沖擊波耦合作用下CL-20/TNT共晶響應(yīng)的分子動(dòng)力學(xué)模擬

李 巖，余文力，黃 璜，李 彪

(1.海軍工程大學(xué) 核科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430033;2.火箭軍工程大學(xué) 核工程學(xué)院，陜西 西安 710025)

引 言

炸藥的安全問題在實(shí)際的研制、生產(chǎn)、使用以及貯存等過程中是關(guān)注的焦點(diǎn)。研究人員采取多種手段提高其安全性，共晶技術(shù)是其中之一。2011年，以CL-20為基的含能共晶CL-20/TNT首次被合成出來[1]，其安全性遠(yuǎn)優(yōu)于CL-20，能量密度又得到了較好的保留，這讓人們看到了共晶技術(shù)在含能材料領(lǐng)域的發(fā)展前景。

分子模擬的方法在CL-20及其復(fù)合體系的研究中也發(fā)揮了重要作用。在CL-20單質(zhì)材料方面，Okovytyy等[2]采用DFT方法研究了單分子β-CL-20熱分解過程，提出了CL-20的4種可能的分解路徑；在此基礎(chǔ)上，Isayev等[3]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，N—NO2鍵的斷裂是CL-20單分子的唯一初始反應(yīng)路徑，并發(fā)現(xiàn)在斷環(huán)之后發(fā)生的是NO2的分裂；朱衛(wèi)華等[4]對(duì)CL-20在高溫高壓極端條件下的熱分解過程研究中發(fā)現(xiàn)，在不同的壓強(qiáng)下，CL-20熱分解的初始路徑不同；張力等[5]使用ReaxFF-MD方法對(duì)不同密度的CL-20超晶胞的熱分解進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)初始分解路徑?jīng)]有隨密度發(fā)生變化，但產(chǎn)物的數(shù)量以及反應(yīng)速率常數(shù)發(fā)生了改變；Wang等[6-7]分別探討了不同溫度(2000～3500K)條件下以及高溫(3000K)不同密度下CL-20的分解過程，研究認(rèn)為溫度對(duì)初始分解路徑以及產(chǎn)物分布的影響較小，更高的溫度會(huì)使得N2和H2O更快地生成，密度的提升會(huì)促進(jìn)N—NO2鍵的斷裂以及團(tuán)簇的生成，并提高H2O的生成速率；Xue等[8]使用SCC-DFTB與MSST結(jié)合方法研究了不同速度的沖擊波作用下CL-20的分解機(jī)理，發(fā)現(xiàn)低速?zèng)_擊波作用下N—NO2鍵的斷裂生成NO2較為頻繁，高速?zèng)_擊波則會(huì)抑制NO2的生成；Liu等[9]對(duì)于3種晶型的CL-20的熱分解過程研究表明，低溫下ε-CL-20的熱穩(wěn)定性更高，高溫下不同晶型的熱分解差異不大；Han等[10]研究了粒徑對(duì)CL-20熱分解過程的影響，發(fā)現(xiàn)粒徑大小對(duì)體系初始分解路徑?jīng)]有影響，但是會(huì)加速N—NO2鍵的斷裂。以上研究表明，對(duì)于單質(zhì)CL-20，溫度、密度、沖擊波速度、晶型以及粒徑都有可能對(duì)其分解過程中的初始路徑、產(chǎn)物生成以及熱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

在CL-20復(fù)合體系方面，Guo等[11]使用ReaxFF-MD方法對(duì)比研究了CL-20/TNT共晶、CL-20、TNT純晶以及CL-20和TNT混合物的熱分解過程，結(jié)果表明，與CL-20相比，共晶的反應(yīng)誘導(dǎo)時(shí)間更長、能量釋放速率更低且能量壁壘更高；Xue等[12]研究了CL-20/HMX共晶以及CL-20、TNT純晶的熱分解過程，結(jié)果表明，在共晶系統(tǒng)反應(yīng)的初期，主要發(fā)生的是兩個(gè)組分CL-20和HMX各自分子內(nèi)的N—NO2鍵斷裂；Zhang等[13]研究了CL-20/TNT共晶在沖擊作用下的初始分解機(jī)理，研究認(rèn)為共晶中CL-20分子的N—NO2和C—N鍵斷裂是低速?zèng)_擊波作用下的主要初始反應(yīng)路徑，在高速?zèng)_擊波下N—NO2鍵斷裂被抑制，氫轉(zhuǎn)移和C—NO2鍵斷裂是引發(fā)TNT分子分解的主要途徑；Xiao等[14]研究了CL-20/H2O2主客體體系的熱分解過程，結(jié)果表明H2O2的加入會(huì)促進(jìn)CL-20的分解；Ren等[15-16]通過對(duì)CL-20/TNT和CL-20/HMX兩種典型共晶熱分解過程的分析，總結(jié)出CL-20基共晶熱分解的3個(gè)階段；本課題組在CL-20/TNT共晶的沖擊響應(yīng)機(jī)理研究中也做出了一些探索[17-18]。以上研究表明，對(duì)CL-20基復(fù)合體系(共晶體系、主客體體系、共混體系)，組分的差異、沖擊波作用方向的差異以及結(jié)構(gòu)上的差異都有可能對(duì)體系分解過程造成影響。

當(dāng)前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種能夠影響CL-20及其復(fù)合體系分解過程的因素，但是將熱和沖擊波這兩種刺激同時(shí)作用于共晶材料的研究還未見報(bào)道。鑒于此，本研究以典型含能共晶CL-20/TNT為研究對(duì)象，采取預(yù)加熱后加載沖擊波的方式對(duì)兩種刺激的耦合效應(yīng)進(jìn)行了探索性的研究，以期對(duì)認(rèn)識(shí)多種外界刺激耦合作用下含能共晶的響應(yīng)提供一定的支撐。

1 模型與計(jì)算方法

本研究使用的CL-20/TNT共晶晶胞數(shù)據(jù)來源于X射線衍射結(jié)果[1]。初始的單晶胞內(nèi)含有8個(gè)CL-20分子和8個(gè)TNT分子，以此為基礎(chǔ)將單晶胞擴(kuò)充為4×2×1的超晶胞，超晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。由圖1可知，超晶胞內(nèi)含有64個(gè)CL-20分子和64個(gè)TNT分子，共計(jì)3648個(gè)原子。

圖1 CL-20/TNT共晶超晶胞結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure of CL-20/TNT co-crystal supercell

首先使用共軛梯度法對(duì)超晶胞進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到能量最小的結(jié)構(gòu)。而后使用NVT系綜在300K溫度條件下進(jìn)行10ps的弛豫，使用Berendsen控溫器進(jìn)行溫度控制。為了得到零壓下的結(jié)構(gòu)，使用NPT系綜進(jìn)行了300K、0GPa條件下15ps的弛豫，選擇Nosé-Hoover控溫控壓方法進(jìn)行溫度和壓力控制，得到常溫零壓下CL-20/TNT共晶結(jié)構(gòu)(簡稱300K結(jié)構(gòu))，密度為1.89g/cm3。隨后使用NVT系綜分別在500K和800K的溫度條件下，進(jìn)行50ps加熱過程的模擬，得到熱作用后CL-20/TNT的共晶結(jié)構(gòu)(分別簡稱500K結(jié)構(gòu)、800K結(jié)構(gòu))。最后使用多尺度沖擊技術(shù)分別沿X方向施加5～9km/s的定常沖擊波，共有15個(gè)過程的模擬，模擬時(shí)間為50ps。所有模擬過程均使用Lammps[19]程序包，勢(shì)函數(shù)選用ReaxFF-lg[20]，時(shí)間步長設(shè)定為0.1fs，采用周期性邊界條件。

2 結(jié)果與討論

2.1 系統(tǒng)溫度及體積演化

各個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在5～9km/s沖擊波作用下，溫度演化如圖2所示。

圖2 溫度演化曲線Fig.2 Temperature evolution curves

由圖2可知，在強(qiáng)度較低的5km/s和6km/s的沖擊波作用下，系統(tǒng)在初期較短時(shí)間內(nèi)溫度會(huì)有較大漲幅(除300K結(jié)構(gòu)在5km/s沖擊波作用下)，而后保持相對(duì)穩(wěn)定。此時(shí)，溫度的變化主要是由于系統(tǒng)內(nèi)受到壓縮作用后迅速發(fā)生了物理變化，但是溫度在增長后仍然難以達(dá)到發(fā)生大規(guī)?；瘜W(xué)反應(yīng)的程度，使得后續(xù)溫度變化不大。當(dāng)沖擊波速度達(dá)到7km/s時(shí)，3個(gè)系統(tǒng)的溫度同樣在初期物理變化作用下迅速上升，而后800K結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有了較為明顯地持續(xù)上升，500K結(jié)構(gòu)系統(tǒng)同樣有了小幅上升，300K系統(tǒng)則仍然保持相對(duì)穩(wěn)定。此時(shí)，800K系統(tǒng)發(fā)生了一定規(guī)模的化學(xué)反應(yīng)，放出了熱量導(dǎo)致溫度明顯上升，而500K系統(tǒng)也發(fā)生了小規(guī)模的化學(xué)反應(yīng)，300K系統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)程度不高。當(dāng)沖擊波速度達(dá)到8km/s時(shí)，800K系統(tǒng)溫度變化經(jīng)歷了3個(gè)階段：前期物理變化導(dǎo)致的迅速上升，隨后大規(guī)?；瘜W(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的顯著上升，最后化學(xué)反應(yīng)趨緩導(dǎo)致溫度上升速度下降。此時(shí)，500K系統(tǒng)溫度變化仍然為2個(gè)階段，物理變化階段和大規(guī)?；瘜W(xué)反應(yīng)階段；300K系統(tǒng)在經(jīng)歷物理變化階段后，也開始發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)，后續(xù)溫度有一定上升。當(dāng)沖擊波速度達(dá)到9km/s時(shí)，3個(gè)體系的溫度變化都經(jīng)歷了3個(gè)階段，且800K系統(tǒng)的各個(gè)階段來臨時(shí)間最早，500K次之，300K來臨時(shí)間最晚。縱觀溫度變化的總體情況，可以發(fā)現(xiàn)，預(yù)先的熱作用可以加大沖擊波的作用強(qiáng)度，例如：7km/s-500K與8km/s-300K的溫度變化曲線較為相似，8km/s-800K與9km/s-300K的溫度變化曲線較為相似。

各個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在5～9km/s沖擊波作用下，體積演化如圖3所示。圖中給出的值為當(dāng)前體積與沖擊波作用前體積之比，反映的是系統(tǒng)被壓縮的程度?？梢杂^察到，300K結(jié)構(gòu)在5km/s沖擊波作用幾乎為被壓縮，也導(dǎo)致圖2中其溫度變化很小。其他狀況下，系統(tǒng)在一開始都會(huì)被迅速壓縮，導(dǎo)致溫度迅速上升。

圖3 體積演化曲線Fig.3 Volume evolution curves

另外，隨著沖擊波強(qiáng)度的增加，系統(tǒng)被壓縮的程度不斷增加。當(dāng)沖擊波速度達(dá)到8km/s的時(shí)候，800K系統(tǒng)在28ps時(shí)壓縮率出現(xiàn)了拐點(diǎn)，對(duì)應(yīng)溫度上升速率的降低。而在9km/s時(shí)，3個(gè)系統(tǒng)的壓縮率均先后出現(xiàn)拐點(diǎn)，與溫度的變化情況吻合。Zhang等[13]研究表明，更強(qiáng)的沖擊波作用下會(huì)導(dǎo)致含能共晶系統(tǒng)被壓縮的程度增加，從而使得體系獲得更高的溫度和壓力，這與本研究分析結(jié)果相一致。Gump關(guān)于HMX[21]和CL-20[22]的實(shí)驗(yàn)研究表明，加熱會(huì)降低材料的體積模量，讓材料更容易被壓縮。

2.2 反應(yīng)物和產(chǎn)物分析

圖4為各系統(tǒng)中反應(yīng)物CL-20和TNT在不同速度沖擊波作用下的變化情況。

圖4 反應(yīng)物演化曲線Fig.4 Reactants evolution curves

由圖4可知，在5km/s的沖擊波作用下，300K系統(tǒng)的反應(yīng)物未發(fā)生任何衰減，500K系統(tǒng)的反應(yīng)物幾乎未發(fā)生衰減，800K系統(tǒng)的反應(yīng)物發(fā)生了一定程度的衰減。沖擊波速度達(dá)到6km/s時(shí)，300K系統(tǒng)仍然幾乎未發(fā)生衰減，500K系統(tǒng)發(fā)生了一定程度的衰減，800K系統(tǒng)中兩種反應(yīng)物在50ps時(shí)已經(jīng)衰減過半。隨著沖擊波強(qiáng)度進(jìn)一步增加，反應(yīng)物衰減速度顯著加快，在7km/s的沖擊波作用下，300K系統(tǒng)的反應(yīng)物已經(jīng)開始衰減，800K系統(tǒng)的反應(yīng)物在50ps內(nèi)幾乎消耗殆盡。8km/s的沖擊波作用下，各系統(tǒng)的反應(yīng)物都能在50ps的時(shí)間內(nèi)消耗殆盡。在9km/s的沖擊波作用下，各個(gè)系統(tǒng)的反應(yīng)物在10ps內(nèi)幾乎衰減完全。綜合來看，同一個(gè)系統(tǒng)中CL-20得到衰減速率快于TNT，且預(yù)加熱作用會(huì)加速反應(yīng)物的衰減，即強(qiáng)化沖擊波的作用強(qiáng)度。

圖5為各系統(tǒng)分解主要反應(yīng)產(chǎn)物的變化情況，圖中未列出反應(yīng)程度較低、產(chǎn)物數(shù)量極少的系統(tǒng)(300K-5km/s、500K-5km/s、300K-6km/s)。由圖5可以觀察到，各個(gè)系統(tǒng)中NO2都是最重要的中間產(chǎn)物。CL-20/TNT共晶分解過程中最早產(chǎn)生的是NO2，在數(shù)量上的變化情況是系統(tǒng)反應(yīng)進(jìn)程的直接體現(xiàn)，是最為重要的中間產(chǎn)物[11]。NO2主要是由CL-20的N—NO2鍵斷裂[3, 13, 23]以及TNT的C—NO2鍵斷裂[13, 24]產(chǎn)生的，這兩個(gè)鍵分別是環(huán)狀硝胺類化合物以及硝基芳香化合物中最弱的鍵。由于CL-20中的N—NO2鍵斷裂的能壘低于TNT中的C—NO2鍵，CL-20的消耗速度更快。另外，系統(tǒng)中的中間產(chǎn)物還有NO、NO3、HONO以及少量的N2O。在穩(wěn)定產(chǎn)物方面，系統(tǒng)中最早出現(xiàn)的是N2，隨后會(huì)產(chǎn)生H2O、CO2、NH3等。其中的N2主要是由含有N元素的中間產(chǎn)物NO、NO3、NO2等消耗而生成的。CO2的產(chǎn)生是有一定條件的，需要CL-20或者TNT的環(huán)發(fā)生斷裂，這個(gè)過程將耗費(fèi)較多的能量，另外，系統(tǒng)在分解過程中還會(huì)產(chǎn)生大的含碳團(tuán)簇，這也會(huì)影響CO2的數(shù)量。

圖5 產(chǎn)物演化曲線Fig.5 Products evolution curves

在5km/s的沖擊波作用下，300K、500K系統(tǒng)幾乎未發(fā)生反應(yīng)，也沒有產(chǎn)物生成，800K系統(tǒng)則生成了少量的NO2以及極少量的其他含N中間產(chǎn)物。6km/s時(shí)，300K系統(tǒng)仍然未發(fā)生反應(yīng)，500K系統(tǒng)產(chǎn)生了少量的NO2，而800K系統(tǒng)則產(chǎn)生了數(shù)量更多的含N中間產(chǎn)物以及少量的穩(wěn)定產(chǎn)物N2。7km/s時(shí)，300K系統(tǒng)開始發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生了少量的含N中間產(chǎn)物；500K系統(tǒng)除了有一定量的含N中間產(chǎn)物，還產(chǎn)生了HONO以及OH基，另外還有穩(wěn)定產(chǎn)物N2；800K系統(tǒng)除了上述產(chǎn)物外，還生成了穩(wěn)定產(chǎn)物H2O和CO2，N2的數(shù)量也大大增加(50ps時(shí)，達(dá)到了125)，這標(biāo)志著系統(tǒng)中的碳骨架斷裂。8km/s時(shí)，300K系統(tǒng)也開始有一定量的穩(wěn)定產(chǎn)物N2、H2O生成，500K系統(tǒng)則生成了更多數(shù)量的N2，一定量的H2O和少量的CO2，而800K系統(tǒng)含N中間產(chǎn)物先迅速增加，穩(wěn)定一段時(shí)間后，大多數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的N2后逐漸減少，直至消失。9km/s時(shí)，各個(gè)產(chǎn)物在各個(gè)系統(tǒng)中的變化趨勢(shì)比較接近，其中NO2都是迅速增加后逐漸減少，直至消失，相對(duì)應(yīng)的N2的數(shù)量也在達(dá)到峰值后趨于穩(wěn)定，NO2消失的時(shí)間點(diǎn)與N2達(dá)到峰值的時(shí)間點(diǎn)具有較強(qiáng)的相關(guān)性，隨著預(yù)加熱溫度的升高，這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的到來也將提前。

綜合各個(gè)系統(tǒng)在不同強(qiáng)度的沖擊波作用下產(chǎn)物的演化情況，可以發(fā)現(xiàn)預(yù)加熱能夠在沖擊波強(qiáng)度較低時(shí)顯著增加其作用強(qiáng)度，在低強(qiáng)度沖擊波(5、6km/s)作用下，常溫系統(tǒng)無法發(fā)生反應(yīng)，而預(yù)加熱系統(tǒng)能夠發(fā)生一定的反應(yīng)；在中強(qiáng)度(7km/s)沖擊波作用下，常溫系統(tǒng)的反應(yīng)程度不高(沒有穩(wěn)定產(chǎn)物生成)，而預(yù)加熱系統(tǒng)能夠發(fā)生較為劇烈的反應(yīng)(有一定數(shù)量的穩(wěn)定產(chǎn)物生成)。但是在高強(qiáng)度沖擊波(9km/s)作用時(shí)，預(yù)加熱對(duì)于沖擊波的強(qiáng)化作用并不明顯。在穩(wěn)定產(chǎn)物方面，N2相比于H2O和CO2，生成時(shí)間更早，生成也更加容易。沖擊波強(qiáng)度足夠高時(shí)，系統(tǒng)的主要中間產(chǎn)物數(shù)量會(huì)先升高后降低，直至為零，相應(yīng)的穩(wěn)定產(chǎn)物數(shù)量也會(huì)在達(dá)到峰值后趨于穩(wěn)定。

2.3 團(tuán)簇演化

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，含碳原子的炸藥在爆轟過程中會(huì)形成一些碳團(tuán)，將對(duì)反應(yīng)過程產(chǎn)生影響。TATB在分解初期就會(huì)產(chǎn)生有大量碳原子相互吸引形成大的團(tuán)簇。CL-20和TNT都有富碳的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可以預(yù)測(cè)兩者共晶也會(huì)形成碳團(tuán)，對(duì)整個(gè)反應(yīng)進(jìn)程產(chǎn)生影響。

將含碳原子數(shù)大于7且質(zhì)量大于一個(gè)CL-20分子質(zhì)量的基團(tuán)定義為團(tuán)簇。圖6為各個(gè)系統(tǒng)團(tuán)簇?cái)?shù)量的演化情況。

圖6 團(tuán)簇?cái)?shù)量演化曲線Fig.6 Cluster number evolution curves

由圖6可以看到，沖擊波強(qiáng)度較低時(shí)(5、6km/s)，團(tuán)簇?cái)?shù)量在50ps內(nèi)總體呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)(除300K系統(tǒng))，這是由于沖擊波作用后系統(tǒng)中粒子運(yùn)動(dòng)速度加快，相互間發(fā)生碰撞的幾率增大，原子發(fā)生聚集的可能性增大，就形成了團(tuán)簇，并逐漸累積，隨著時(shí)間的推移，團(tuán)簇?cái)?shù)量不斷增加。當(dāng)沖擊波速度達(dá)到7km/s時(shí)，300K和500K系統(tǒng)的團(tuán)簇?cái)?shù)量仍然一直上升，但是800K系統(tǒng)在上升達(dá)到峰值后逐漸下降而后趨于穩(wěn)定，這是由于在預(yù)加熱的作用下，沖擊波的作用受到了強(qiáng)化，系統(tǒng)能夠在更短的時(shí)間內(nèi)生成大量團(tuán)簇，但是隨著系統(tǒng)溫度不斷升高，團(tuán)簇又逐漸分解成小分子，最后團(tuán)簇的增長和分解達(dá)到了一個(gè)相對(duì)的動(dòng)態(tài)平衡。8km/s時(shí)，3個(gè)系統(tǒng)都呈現(xiàn)出先上升后下降最后趨于穩(wěn)定的狀況，預(yù)加熱系統(tǒng)各個(gè)階段到來的更早；9km/s時(shí)，雖然預(yù)加熱系統(tǒng)各個(gè)階段到來的依然更早，但是3個(gè)系統(tǒng)之間的差異較小。

團(tuán)簇?cái)?shù)量能夠反映出一些信息，但是團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的，還需要對(duì)團(tuán)簇尺寸進(jìn)行研究。圖7為800K系統(tǒng)在不同沖擊波作用下產(chǎn)生團(tuán)簇的尺寸分布情況示意圖。由圖7可以觀察到，沖擊波強(qiáng)度較低的時(shí)候(5km/s)，團(tuán)簇主要為C22以下的小尺寸；當(dāng)沖擊波強(qiáng)度增大時(shí)(6、7km/s)，開始產(chǎn)生一定數(shù)量的大尺寸團(tuán)簇；當(dāng)沖擊波強(qiáng)度進(jìn)一步增大時(shí)(8、9km/s)，大尺寸團(tuán)簇?cái)?shù)量在0～5個(gè)之間徘徊。另外，還可以發(fā)現(xiàn)，各個(gè)系統(tǒng)中C13～C22的數(shù)量占比都是很高的，團(tuán)簇總數(shù)量發(fā)生變化的主要就是C13～C22數(shù)量的變化導(dǎo)致的。CL-20/TNT共晶系統(tǒng)中存在兩種反應(yīng)物，反應(yīng)開始前，系統(tǒng)中僅有兩種分子，這兩種分子的含碳數(shù)量分別為CL-20的6個(gè)和TNT的7個(gè)。在沖擊作用的前期，碳環(huán)還沒有發(fā)生破裂，C13～C22團(tuán)簇主要是由2～3個(gè)反應(yīng)物的碳環(huán)組成。當(dāng)沖擊波速度達(dá)到7km/s時(shí)，C13～C22團(tuán)簇在初期迅速累積，數(shù)量增加，之后隨著碳環(huán)破裂分解為含碳小分子，其數(shù)量逐漸減少，即導(dǎo)致團(tuán)簇總數(shù)量的減少，8km/s和9km/s時(shí)，碳環(huán)破裂提前，團(tuán)簇?cái)?shù)量在更早的時(shí)間開始減少。對(duì)300K和500K系統(tǒng)，團(tuán)簇尺寸的總體情況與800K系統(tǒng)類似，預(yù)加熱的主要作用仍然體現(xiàn)在對(duì)沖擊波的強(qiáng)化上。

圖7 團(tuán)簇尺寸演化曲線Fig.7 Cluster size evolution curves

3 結(jié) 論

(1)從溫度變化來看，預(yù)加熱能夠使得系統(tǒng)獲得更高的溫度，當(dāng)沖擊波強(qiáng)度足夠高時(shí)，溫度變化會(huì)經(jīng)歷3個(gè)階段，預(yù)加熱能夠使得各個(gè)階段的到來提前。

(2)從反應(yīng)物衰減和產(chǎn)物生成來看，在常溫系統(tǒng)無法發(fā)生反應(yīng)的沖擊波作用下(5km/s)，預(yù)加熱系統(tǒng)能夠發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，在更強(qiáng)的沖擊波作用下，常溫系統(tǒng)反應(yīng)物衰減速率低于預(yù)加熱系統(tǒng)，產(chǎn)物種類和數(shù)量也少于預(yù)加熱系統(tǒng)。

(3)從團(tuán)簇演化來看，低強(qiáng)度沖擊波作用時(shí)(6km/s)，由于化學(xué)反應(yīng)分解作用較弱，團(tuán)簇不斷累積，數(shù)量隨時(shí)間推移不斷增加；沖擊波強(qiáng)度增加到一定程度后(9km/s)，團(tuán)簇?cái)?shù)量先迅速增加，而后減少，最后在一定范圍內(nèi)徘徊。

(4)總的來說，預(yù)加熱能夠顯著增加沖擊波作用于CL-20/TNT共晶時(shí)所產(chǎn)生的強(qiáng)度，特別是對(duì)于低強(qiáng)度沖擊波，這種增加效果更加明顯。