克服不可逆熱膨脹:科學家提升PBX炸藥的爆炸性能與安全性
含有1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)的聚合物結合炸藥(PBX)在不同溫度下會發生不可逆的熱膨脹,導致形狀穩定性降低。這種變化會影響它們在儲存和使用過程中的機械性能和安全性能。最近的大量研究都集中在研究TATB 類炸藥的熱膨脹行為。
最近對以TATB 為基礎的聚合物黏結炸藥(PBX)的研究主要集中在了解和控制其不可逆熱膨脹上,因為熱膨脹會影響形狀穩定性和安全性。結構設計的創新和負熱膨脹材料的應用被認為是緩解這些問題的可行方法。來源:Cong-mei Lin, et al
來自中國的一組研究人員在《高能材料前沿》(KeAi journalEnergetic Materials Frontiers)雜誌上發表的一項研究中,探討了TAT 的獨特晶體結構和基於TATB 的PBX 的熱膨脹機制。此外,他們還總結了熱膨脹過程中的微結構演變,並分析了熱膨脹對這些炸藥整體性能的影響。
“我們更加關注熱膨脹的影響因素和控制方法。顯而易見,透過設計負熱膨脹聚合物或填料和正膨脹TATB 晶體,設計一種新結構的負熱膨脹結合系統,可以降低PBX 的線膨脹係數,”該研究的第一作者林聰美解釋。 “這種方法不僅能抑製材料的熱膨脹,而且具有廣闊的應用前景。”
值得注意的是,抑制基於TATB 的PBX 的不可逆熱膨脹以及提高爆炸物在溫度循環環境下的形狀穩定性非常重要。然而,有效抑制TATB 基PBX 的熱膨脹仍是一項挑戰。
“今後,我們需要重點研究TATB基PBX的不可逆膨脹機制;TATB晶體結構設計與控制;新型結構功能整合聚合物的設計與開發;新型負熱膨脹功能材料的應用。”
作者認為,TATB 和黏結劑體系結構設計的發展以及負熱膨脹功能材料的應用將為抑制基於TATB 的PBX 的熱膨脹帶來新的機遇,並豐富了高能量複合材料的改性技術。