Undersøgelse af stabilitet af meget energiske materialer

At forstå de fysiske og kemiske egenskaber af energiske materialer under ekstreme forhold er afgørende for deres sikre og effektive brug. Højtryksfaseovergange i sådanne materialer kan forårsage betydelige ændringer i deres initieringsegenskaber og detonationsevne, hvilket kræver detaljerede strukturelle undersøgelser.

Højtryks-strukturudviklingen af ​​CL-20 er af særlig interesse på grund af dens høje energitæthedsindhold, hvilket åbner det for at være et vigtigt materiale i fremtidige applikationer. Imidlertid, tidligere forsøgsarbejde bestemte kun ligning af tilstand op til cirka 7 GPa (70, 000 atmosfæres tryk).

Forskere fra LLNL har undersøgt omgivende temperatur højtryksfasestabilitet af ε-CL-20 - den mest stabile og højeste tæthed polymorf, til tryk fem gange så høje som tidligere gjort ved brug af synkrotronpulverrøntgendiffraktion.

Forskningens hovedforfatter, Samantha Clarke, forklarer "ved at bruge den høje flux, der er tilgængelig på moderne synkrotronkilder, vi er i stand til at sondere ε-CL-20 til meget højere tryk og finde ud af, at den omgivende fase forbliver stabil ved kompression til det højeste nåede tryk."

Diffraktionsforsøgene blev udført ved HPCAT -strålelinjen ved Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory. Forskningen vises i JANNAF Journal of Propulsion and Energetics .

En spændende konstatering af projektet var, at kompressibiliteten af ​​hver af akserne er ens over hele trykområdet, i modsætning til mange andre energiske forbindelser; dette blev tilskrevet den burlignende struktur af molekylet. Teamet bestemte eksperimentel ligning af tilstandsparametre ud fra diffraktionsdataene, som matcher særdeles godt med de beregnede værdier. Gruppeleder Richard Gee ledede beregninger af tæthedsfunktionsteori og sagde:"Den fremragende overensstemmelse mellem de eksperimentelle og modellerede data fremhæver styrken af ​​en sådan kombineret indsats."