美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室采用X 射線散射技術監(jiān)測了B 炸藥碰撞爆轟過程中產物碳的動態(tài)演化

爆轟過程的瞬時性使得對產物含量的實時動態(tài)監(jiān)測十分困難，而高能炸藥的類別、組分、爆轟環(huán)境都會影響產物的顆粒度，美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室Hammons 等人使用快速射線照相和小角X 射線散射（SAXS）技術對沖擊波陣面在炸藥中的傳播過程和碳的粒徑變化時程進行研究，分別從一端起爆和兩端起爆B 炸藥，探索爆轟過程幾何構型與高溫高壓熱力學條件的聯系以及對產物形貌的影響。研究發(fā)現在碰撞點形成的顆粒尺寸為采用傳統的一端起爆方式回收尺寸的兩倍，在距離中心區(qū)域4.15 mm 處，顆粒尺寸和采用傳統一端起爆的結果類似。熱化學計算表明碰撞的沖擊波會導致相對碰撞中點附近的溫度和壓力升高，部分產物碳在有利于液相的壓力和溫度下冷凝。該研究結合了亞微秒時間分辨率的X 射線照相技術、SAXS 技術以及熱化學模型，便于讀者更廣泛的理解不同爆轟條件下產物碳的粒徑變化規(guī)律。

源自：Hammons J A，Nielsen M H，Bagge?Hansen M，et al. Observation of Variations in Condensed Carbon Morphology Dependent on Composition B Detonation Conditions. Propellants，Explos.，Pyrotech. 45，347（2020）. https：//doi.org/10.1002/prep.201900213.

美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室通過小角散射實驗觀測了DNTF 炸藥爆轟產物中液相碳的凝聚和向洋蔥狀納米碳轉化的動態(tài)過程

理解產物碳在爆轟序列中的形成機制有助于爆轟合成納米金剛石技術的提高，從而有利于各種純凈和摻雜納米碳材料的合成。據預測，只有少數高能炸藥（DNTF 和BTF）會在早期達到適合液態(tài)碳冷凝的熱力學條件，目前尚沒有確鑿的實驗證據。Bagge?Hansen 等人采用小角散射技術實施了對DNTF 爆轟產物液態(tài)碳在200 ns 內的凝聚過程的動態(tài)測量，與熱化學模型預測的在約200 ns 產物碳從液相向石墨態(tài)的過渡過程完美吻合。同時通過高分辨率電子顯微鏡證實了大量平均直徑約為10 nm的洋蔥狀納米碳的存在。該研究提供了一條有效合成洋蔥狀納米碳的潛在途徑，同時提出了極端壓力和溫度下液態(tài)碳相變動力學的見解。

源自：Bagge?Hansen M，Bastea S，Hammons J A，et al. Detonation synthesis of carbon nano?onions via liquid carbon condensation. Nat.Commun. 10，3819（2019）. https：//doi.org/10.1038/s41467?019?11666?z.

中國工程物理研究院對添加AP 或AP/B/MgH2的含鋁RDX 進行激光燒蝕研究

含能材料的反應特性決定其能量輸出性能，激光燒蝕是取代燃燒和爆炸的另一種含能材料激發(fā)手段，通常只需要毫克量級的樣品，從而避免了實驗的破壞性。中國工程物理研究院化工材料研究所曹威等與流體物理研究所合作，聯合使用激光燒蝕和激光誘導離解光譜（laser?induced breakdown spectroscopy，LIBS）技術，研究了激光燒蝕添加高氯酸銨（AP）或AP/B/MgH2的RDX 基含鋁炸藥的反應特性。研究結果表明，AP 的加入促進且主導了含鋁炸藥的后燃反應，而B/MgH2的加入延長了后燃反應時間，但是后燃反應強度有所減弱。該研究使用的激光誘導離解光譜是一種微秒時間分辨率的炸藥燒蝕反應瞬態(tài)組分變化觀測手段，為更好的理解炸藥的反應規(guī)律提供了一種新方法。

源自：Wei Cao，Wencan Guo，Tong Ding，Yong Han，et al.Laser ablation of aluminized RDX with added ammonium perchlorate or ammonium perchlorate/boron/magnesium hydride［J］.Combustion and Flame，2020，221：194-200.https：//doi.org/10.1016/j.combustflame.2020.07.045.

美國伊利諾伊大學香檳分校、南京理工大學研究TATB 基炸藥的沖擊熱點起爆

由TATB 基組成的鈍感炸藥體系由于高耐熱和抗物理沖擊而受到廣泛關注，其對沖擊起爆不敏感的同時具有很高的能量輸出。南京理工大學張偉和伊利諾伊大學香檳分校Dana Dlott教授合作，對TATB 基高聚物粘結炸藥（X?TATB）的熱點起爆過程進行研究。結果表明，2.1 Km·s-1低速飛片沖擊X?PETN 引發(fā)X?TATB 燃燒，4.2 Km·s-1高速飛片沖擊X?PETN 引發(fā)X?TATB 爆炸；X?TATB 對來自X?PETN 的25 ns 沖擊的反應比來自飛片的4 ns 沖擊的反應更強烈，所以X?TATB 的完全起爆可能需要更長時間的沖擊輸入來實現。該研究揭示了X?TATB 的熱點起爆過程，為TATB 基鈍感起爆裝藥的設計提供了指導。

源自：Wei Zhang，Lawrence Salvati III，Meysam Akhtar，Dana D. Dlott. Shock initiation and hot spots in plastic?bonded 1，3，5?triamino?2，4，6?trinitrobenzene（TATB）. Appl. Phys. Lett. 116，124102（2020）.DOI：10.1063/1.5145216.