软物质物理视角探究PBX 的结构稳定性
2021-02-03田强,刘佳辉
含能材料 2021年1期
1 PBX 的软物质特性与结构稳定性
软物质物理学是近年来兴起的凝聚态物理与化学、材料、生命科学密切结合的热点研究领域。软物质(聚合物、胶体、液晶、蛋白质、颗粒体系等)最显著的特征是能自组织形成多层次的复杂结构,易在外界微小作用下产生显著的宏观效果。例如,天然橡胶与微量的硫(碳/硫原子比约200)发生反应而形成空间网络结构,其力学性能会发生突变;处于自组织临界状态的沙堆,外界扰动可能导致沙堆发生整体性的连锁反应而坍塌(陆坤权,刘寄星. 软物质物理学导论[M]. 北京:北京大学出版社,2006.)。
不论是高聚物黏结炸药(PBX)的基础研究还是工程应用,如何保持、提高PBX 的结构稳定性历来都是重点关注的问题。研究人员通常从三个方面探究PBX 的结构稳定性:一是从损伤力学角度入手,分析损伤随变形的演化,并最终导致破坏过程中的力学规律(陈鹏万,黄风雷. 含能材料损伤理论及应用[M]. 北京:北京理工大学出版社,2006.);二是从材料组分入手,研究黏结剂在温度作用下的结晶、降解、有机物挥发行为,以及对PBX 力学性能的影响(韦兴文,李敬明,涂小珍,等.热老化对TATB 基高聚物粘结炸药力学性能的影响[J].含能材料,2010,18(2):157-161.);三是从界面调控入手,提高PBX 中炸药晶体与黏结剂的结合强度(何冠松,林聪妹,刘佳辉,等. TATB 基PBX 界面粘结改善研究进展[J]. 含能材料,2016,24(3):306-314.)。笔者在近年的学科交叉研究中,发现PBX 的结构稳定性与软物质领域中的一些典型物理现象存在紧密的联系。……
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