PFPE功能化微/纳铝粉在CL⁃20中的反应特性

作     者：吴成成 孙森 李世伟 郭学永 WU Cheng-cheng;SUN Sen;LI Shi-wei;GUO Xue-yong

作者机构：北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 辽宁庆阳特种化工有限公司辽宁辽阳111000 

出 版 物：《含能材料》 (Chinese Journal of Energetic Materials)

年 卷 期：2025年第33卷第4期

页      面：355-366页

核心收录：

学科分类：082604[工学-军事化学与烟火技术] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 

基　　金：基础产品创新计划科研项目 

主　　题：六硝基六氮杂异伍兹烷(CL⁃20) 全氟聚醚(PFPE)功能化微/纳铝粉 定容燃烧 激光点火 爆轰环境 

摘      要：为了探究不同粒径氧燃复合组装材料在六硝基六氮杂异伍兹烷(CL⁃20)中的定容燃烧、激光点火以及爆轰环境中的反应特性,采用颗粒悬浮方法构筑了3种粒径规格全氟聚醚(PFPE)功能化微/纳铝粉(nAl_150@xPFPE,μAl_1@xPFPE和μAl_5@xPFPE,其中x=2.5%,5.0%,7.5%),捏合造粒方法制备了CL⁃20基含铝炸药,通过密闭爆发、激光点火以及爆速、爆热试验装置研究了压力⁃时间曲线、激光诱导点火过程及其对能量释放速率和效率的影响。结果表明,随着PFPE质量分数的增加,nAl_150@xPFPE样品和μAl_1@xPFPE样品峰值压力和增压速率逐渐增大,μAl_1@7.5%PFPE样品峰值压力达到4138.4 kPa,增压速率达到0.216 MPa·ms^(-1)。但当PFPE质量分数超过5.0%时增压速率趋缓。同时,随着PFPE质量分数的增加,不管在纳米尺度还是微米尺度,PFPE功能化微/纳铝粉在CL⁃20中的燃烧速率逐渐增大;当x=7.5%时3种粒径规格PFPE功能化微/纳铝粉在CL⁃20中的燃烧速率分别提高2.1 cm·s^(-1),1.8 cm·s^(-1)和2.3 cm·s^(-1)。此外,设计了4种富含燃料的CL⁃20基含铝炸药,其中JWL⁃3(62%CL⁃20/32%μAl_1@5.0%PFPE/6%钝感黏结组分)实测爆速8125 m·s^(-1),爆热8049.8 kJ·kg^(-1),能量释放效率达到86.10%。