王 艺，黄西成

（中国工程物理研究院总体工程研究所，四川 绵阳 621999）

1 引言

高聚物黏结炸药（Polymer Bonded Explosive，PBX），在细观上可以看作由形状不规则、位置分布随机、尺寸满足一定级配关系的颗粒性主体炸药，高聚物黏结剂，以及炸药颗粒/黏结剂界面组成的多相非均质材料或混合物［1-2］，属高填充复合材料（highly⁃filled polymer composites）［3］。本研究选取PBX⁃9502 作为研究对象，其含有质量分数95%的三氨基三硝基苯（TATB）晶粒和5%的黏结剂［4］。

在实际使用过程中，由于昼夜、季节的变化，PBX材料会经受一系列的热循环加载，产生不可逆的体积增长，这种不可逆的体积增长现象被称作热棘轮增长［5］。在热作用下，炸药热胀冷缩产生宏观上的尺寸变化和各向异性体积膨胀，产生的药壳间隙则使得武器战斗部装药在振动、冲击、热加载环境中容易与壳体发生摩擦、碰撞，影响系统的安全使用［6］。国内外学者对PBX 材料的热棘轮增长现象开展了相关研究，发现热循环加载后PBX 炸药感度增加［7-9］，其主要原因是热膨胀过程中产生了新的孔隙或已有的孔隙发生变化［10］，例如Willey 等［11］发现Φ10×0.8 mm 的PBX⁃9502圆柱体经过热循环后空腔数量和尺寸增加，孔隙体积分数从1.6%增长至2.5%。

Thompson 等［12-13］通过实验探索PBX⁃9502 在热加载过程中出现的不可逆体积增长现象，发现其体积增长的幅度会随着周期的增加而逐渐减小，在发生体积增长的样品中，其拉伸断裂应力和弹性模量均较低，包含了更细的孔隙，孔隙的分布也更广，并且Mcgrane 等［14］发现PBX⁃9502 在不可逆变形过程中产生的孔隙主要是晶间裂纹。……