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HMX 基含硼铝炸药的释能特性和作功能力

2021-11-01李兴隆王德海刘清杰宋清官高大元

含能材料 2021年10期

李兴隆,王德海,刘清杰,花 成,曹 威,宋清官,王 翔,高大元

(1. 中国工程物理研究院化工材料研究所,四川 绵阳 621999;2. 中国工程物理研究院安全弹药研发中心,四川 绵阳 621999)

1 引言

活性金属粉在燃烧过程中会释放大量热,在高能炸药中加入氧化剂、金属粉和黏结剂制成增爆炸药(Enhanced Blast Explosive,EBX)和温压炸药(Thermobaric explosive,TBX)后能显著提升其爆热和爆炸威力[1-3]。从理论上分析,硼(B)的质量和体积燃烧热(58.9 kJ·g-1和137.8 kJ·cm-3)分别是铝(Al)质量和体积燃烧热(31.3 kJ·g-1和84.5 kJ·cm-3)的1.9 和1.6倍,属于人们非常关注的高燃烧热金属燃料[4-6]。一百多年的研究表明,含铝炸药中Al 粉燃烧释放的能量非常有限,若要进一步提高含铝炸药的能量,则需要添加燃烧热更高的金属粉。硼的熔点和沸点较高,且燃烧初期形成的液态B2O3包住硼粒子,致使B 粉的点火和燃烧特性较差,含硼炸药中B 难于完全燃烧释放其高燃烧热[7-8]。单一组分金属中虽然可以使用不同尺度级配,如纳米和微米级配来降低粘度、便于浇注成型和增加样品密度。但是,仅添加单一组分金属粉的混合炸药其能量释放效应变化不大。目前,国内外正在研究新型金属化炸药,即在炸药中加入两种或两种以上的金属粉,炸药爆炸时金属粉之间发生协同或合金化反应,释放出大量热量,从而大幅度提高毁伤效应。

复合金属粉的制备以及在含能材料中的应用,国内外已有文献报道。P.Q. Flower[9]开展了改善金属化炸药功效的相关研究,探索了两种方法制备硼铝机械合金(Mechanical Alloys)。方法一是制备微米尺度的纳米相机械合金,即纳米尺度硼均匀分散在微米铝金属中。……

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