Comprendre les caractéristiques physiques et chimiques des matériaux énergétiques dans des conditions extrêmes est crucial pour leur utilisation sûre et efficace. Les transitions de phase à haute pression dans de tels matériaux peuvent provoquer des changements importants dans leurs propriétés d'amorçage et leurs performances de détonation, ce qui nécessite des études structurelles détaillées.

L'évolution structurelle à haute pression du CL-20 est particulièrement intéressante en raison de sa haute densité énergétique, ce qui en fait un matériau important dans les applications futures. Cependant, des travaux expérimentaux antérieurs n'ont déterminé l'équation d'état que jusqu'à environ 7 GPa (70, 000 atmosphères de pression).

Des chercheurs du LLNL ont étudié la stabilité de la phase haute pression à température ambiante du -CL-20, le polymorphe le plus stable et le plus dense. à des pressions cinq fois plus élevées qu'auparavant en utilisant la diffraction des rayons X sur poudre synchrotron.

Auteur principal de la recherche, Samantha Clarke, explique "en utilisant le haut flux disponible aux sources synchrotron modernes, nous sommes en mesure de sonder le ε-CL-20 à des pressions beaucoup plus élevées et de constater que la phase ambiante reste stable lors de la compression à la pression la plus élevée atteinte."

Les expériences de diffraction ont été réalisées sur la ligne de lumière HPCAT à la source avancée de photons, Laboratoire National d'Argonne. La recherche apparaît dans Journal de la propulsion et de l'énergie JANNAF .

Une conclusion intrigante du projet était que la compressibilité de chacun des axes est similaire sur toute la plage de pression, contrairement à beaucoup d'autres composés énergétiques; cela a été attribué à la structure en forme de cage de la molécule. L'équipe a déterminé l'équation expérimentale des paramètres d'état à partir des données de diffraction, qui correspondent très bien aux valeurs calculées. Le chef du groupe, Richard Gee, a dirigé les calculs de la théorie fonctionnelle de la densité et a déclaré :« L'excellent accord entre les données expérimentales et modélisées met en évidence la force de ces efforts combinés. »