[发明专利]基于晶面粒化自级配技术的PBX炸药力学增强方法

说明书

本发明公开了一种基于晶面粒化自级配技术的PBX炸药力学增强方法，首先利用表面晶粒重构技术将高品质炸药晶体的表面粗粒化，形成表面具有纳米尺度粗糙结构的炸药颗粒，并且颗粒内部仍然保持的原始品质；接着将粘结剂充分溶解后加入炸药溶液中，悬浮造粒形成均匀致密造型粉，再进行压制成型，获得力学增强的HMX基PBX炸药。基于本发明的炸药颗粒处理技术，实现了在不降低炸药晶体内部品质的前提下达到表面粗粒化和自级配效果，对HMX基PBX炸药的拉伸力学性能提升超过100％，有效解决了HMX压制成型后力学强度不足的问题。

技术领域

本发明属于含能材料制备技术领域，具体涉及一种基于晶面粒化自级配技术的PBX炸药力学增强方法。

背景技术

高聚物粘结炸药(PBXs)广泛应用于高效毁伤武器弹药装药，是武器杀伤、破坏的关键组成部分，其安全有效直接关系到整个武器系统的优劣。PBXs在制备、运输和储存过程中，内部装药处于热应力和低机械应力等复杂的应力状态，这些复杂的应力环境会导致PBXs出现界面脱湿、拉压不对称等力学性能劣化等问题，并可能最终导致结构破坏以及爆轰性能的劣化。因而，提升PBXs的力学性能，确保其在复杂工况环境下的安全有效，成为PBXs使用过程中无法回避的关键性问题。

针对PBXs力学性能的提升，目前学者主要从颗粒级配、添加补强剂/键合剂/偶联剂以及界面改性等方面开展研究。如部分学者通过在工业微米级RDX中添加一定料比的纳米RDX，从而将PBXs的拉伸强度提升16.7％(Chinese Journal of Energetic Materials,2016,24(12):1193－1197)，但纳米RDX在贮存和造粒过程中易团聚板结，无法充分发挥微纳粒度级配的效果。黄辉等通过向HMX基PBXs中添加同时含有羟基和氨基的酰胺类偶联剂，有效解决PBXs的界面脱粘问题，拉伸强度提升了1.26倍(Chinese Journal of EnergeticMaterials,2000,8(1):13－17)，但补强剂自身的贮存稳定性有待验证，因此对PBXs长期贮存的稳定性不利。何冠松等将仿生PDA引入PBXs中，增强了TATB和粘结剂的界面相互作用，显著提高了PBX的拉伸、压缩强度和应变，并改善了耐蠕变性能(Journal of MaterialsChemistry A,2017,5(26):13499－13510)，但PDA的引入改变了炸药表面能，从而对造粒过程产生较大影响。因此，为了实现PBXs力学性能的增强，满足PBXs在贮存、使用等过程中的可靠性和稳定性，需要探索新的技术途经。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出了一种基于炸药颗粒晶面粒化自锁自级配效应的高能炸药微结构处理技术，获得了具有微/纳分布的炸药颗粒，有效解决了PBXs在使用过程中容易发生界面脱湿导致力学性能劣化、安全性和稳定性下降的问题，利于改善PBXs在复杂环境下的结构稳定性及性能可靠性。通过本发明的方法处理炸药颗粒，可以在不降低炸药晶体内部品质的前提下达到表面粗粒化和自级配效果，对HMX基PBX炸药的力学性能提升超过100％，可有效解决PBXs力学性能不足的问题。

为了达到上述的技术效果，本发明提供了一种基于晶面粒化自级配技术的PBX炸药力学增强方法，包括以下步骤：

一种基于晶面粒化自级配技术的PBX炸药力学增强方法，包括以下步骤：。

步骤A：将β-HMX原料均匀铺在筛网中，在筛网底盖中加入液体介质，然后一起放入烘箱中加热并抽真空处理，获得晶体表面部分微渗透的HMX样品；样品中β-HMX物相的含量控制在75％～95％之间；

步骤B：取出烘箱中的液体介质，将烘箱继续升高温度并连续抽真空处理，完全去除溶剂分子，获得表面晶粒重构但晶体内部完整的HMX样品；

步骤C：将晶面微重构后的HMX样品分散于水溶液中，辅助加入表面活性剂，进行搅拌分散；