李世奇，王 廣，強(qiáng)洪夫，王學(xué)仁，王哲君，王稼祥

(火箭軍工程大學(xué)，陜西 西安 710025)

引 言

復(fù)合固體推進(jìn)劑作為一種高顆粒填充比的含能材料，其宏觀(guān)力學(xué)性能與細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)[1-5]。然而由于固體推進(jìn)劑等含能材料細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，研究其細(xì)觀(guān)損傷首先需要對(duì)推進(jìn)劑的細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀(guān)測(cè)與表征，國(guó)內(nèi)外對(duì)此進(jìn)行了較多研究。王亞平等[6]對(duì)不同單軸拉伸速率下丁羥推進(jìn)劑的破壞采用了掃描電鏡(SEM)分析，發(fā)現(xiàn)在較低應(yīng)變率下，推進(jìn)劑拉伸斷裂的主要形式為AP顆粒脫濕，而高應(yīng)變率下推進(jìn)劑的斷裂主要由丁羥黏合劑的內(nèi)撕裂決定。常武軍等[7]采用CCD顯微分析技術(shù)對(duì)單軸拉伸下HTPB推進(jìn)劑的損傷演化進(jìn)行了分析。Ide等[8]通過(guò)對(duì)不同條件下HTPB推進(jìn)劑斷面的SEM圖像分析，認(rèn)為溫度以及應(yīng)變率對(duì)推進(jìn)劑破壞具有重要影響。劉暢等[9]對(duì)多種試驗(yàn)條件下HTPB推進(jìn)劑的細(xì)觀(guān)損傷進(jìn)行了掃描電鏡觀(guān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)常溫低應(yīng)變率條件下，推進(jìn)劑的細(xì)觀(guān)損傷主要是AP顆粒的脫濕，而低溫條件下?lián)p傷形式轉(zhuǎn)變?yōu)锳P顆粒的斷裂，且應(yīng)變率越高AP顆粒斷裂的數(shù)量越多。掃描電鏡雖然具有觀(guān)察直接、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，但是只能觀(guān)測(cè)推進(jìn)劑表面的形貌，難以得到推進(jìn)劑內(nèi)部細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)。相比之下，CT(Micro-Computed Tomography:MCT)則可以通過(guò)掃描重構(gòu)得到固體推進(jìn)劑內(nèi)部的細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)。Collins[10]和Lee[11]通過(guò)微CT掃描重構(gòu)獲得了固體推進(jìn)劑的三維細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)，并對(duì)拉伸過(guò)程中推進(jìn)劑裂紋的產(chǎn)生及擴(kuò)展進(jìn)行了分析。劉新國(guó)等[12]基于微CT對(duì)單軸拉伸過(guò)程中固體推進(jìn)劑的脫濕進(jìn)行了研究，用平均灰度值與平均孔隙率的變化對(duì)推進(jìn)劑的損傷演化進(jìn)行了定量表征。

綜上所述，雖然有很多研究者從細(xì)觀(guān)角度對(duì)復(fù)合固體推進(jìn)劑的損傷進(jìn)行了分析，但是由于觀(guān)測(cè)手段及設(shè)備精度的影響，對(duì)初始狀態(tài)下推進(jìn)劑細(xì)觀(guān)特征的識(shí)別及表征往往會(huì)受到限制。從細(xì)觀(guān)尺度(10-6～10-3m)來(lái)看，固體推進(jìn)劑宏觀(guān)失效的細(xì)觀(guān)物理機(jī)制主要為損傷的萌生、演化和聚集，而初始狀態(tài)下復(fù)合固體推進(jìn)劑的細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)對(duì)推進(jìn)劑的損傷演化具有重要的影響。此外，由于數(shù)值模擬具有直觀(guān)高效的特點(diǎn)，也有諸多學(xué)者通過(guò)建立數(shù)值模型，用細(xì)觀(guān)數(shù)值模擬方法對(duì)復(fù)合固體推進(jìn)劑的細(xì)觀(guān)力學(xué)行為進(jìn)行研究[13-20]，而數(shù)值模擬結(jié)果的精度很大程度上依賴(lài)于細(xì)觀(guān)幾何模型的準(zhǔn)確性與有效性。因此，對(duì)初始狀態(tài)下推進(jìn)劑細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀(guān)測(cè)和表征很有必要。

本研究以某型HTPB復(fù)合固體推進(jìn)劑為對(duì)象，使用高精度微CT系統(tǒng)對(duì)其初始狀態(tài)及10 mm/min單軸拉伸斷裂后的斷面進(jìn)行掃描試驗(yàn)，獲取了兩種狀態(tài)下HTPB推進(jìn)劑的細(xì)觀(guān)形貌；并且基于試驗(yàn)所得的二維重構(gòu)圖像，從數(shù)量、尺寸和面積百分比3個(gè)角度對(duì)初始狀態(tài)下推進(jìn)劑內(nèi)部AP顆粒、Al顆粒和孔洞這3類(lèi)主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析表征。

1 試 驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

本試驗(yàn)基于Skyscan 1172型微CT展開(kāi)。Skyscan 1172微CT的空間分辨率最高可達(dá)0.5 μm，具有良好的細(xì)節(jié)檢測(cè)能力，能夠?qū)ξ矬w內(nèi)部細(xì)微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀(guān)測(cè)和分析，微CT掃描原理示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 微CT原理示意圖Fig.1 Schematic diagram of micro-CT

試驗(yàn)時(shí)將推進(jìn)劑置于樣品臺(tái)上，樣品臺(tái)以固定的步長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)180°或360°，在每一個(gè)步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的角度處都會(huì)獲取一個(gè)X射線(xiàn)投影圖像，圖像以16位TIFF文件的形式保存；一系列的X射線(xiàn)影像則組成一個(gè)數(shù)據(jù)組，圖像的數(shù)量取決于旋轉(zhuǎn)步長(zhǎng)和旋轉(zhuǎn)的總度數(shù)。在此基礎(chǔ)上利用相應(yīng)的重構(gòu)算法則可以生成物體的截面數(shù)據(jù)，將截面數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化后的灰度影像即為重構(gòu)的一系列截面圖像。

1.2 試驗(yàn)件與試驗(yàn)參數(shù)

為了能夠?qū)Τ跏紶顟B(tài)和單軸拉伸斷裂后推進(jìn)劑的細(xì)觀(guān)形貌進(jìn)行掃描分析，初始狀態(tài)下的掃描試件從新的標(biāo)準(zhǔn)型啞鈴型試件(標(biāo)準(zhǔn)GJB 770B-2005)上切取，如圖2(a)所示。將啞鈴型試件在室溫環(huán)境下以10 mm/min的加載速度單軸拉伸斷裂后，從其斷面上切取適應(yīng)于微CT尺寸的掃描試件用于分析斷面細(xì)觀(guān)形貌，如圖2(b)所示。本試驗(yàn)所用的標(biāo)準(zhǔn)型啞鈴型試件為固體顆粒(AP/Al)填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為86%的HTPB推進(jìn)劑，用于微CT掃描分析的試件尺寸皆為2 mm×2 mm×4 mm。

圖2 用于微CT掃描的試件Fig.2 Specimen for micro-CT scanning

微CT的掃描參數(shù)為：工作電壓75 kV，電流133 μA；空間分辨率1 μm，相機(jī)分辨率4 000×2 672；旋轉(zhuǎn)角度增量為0.25°，掃描角度為360°。

2 結(jié)果與討論

2.1 HTPB推進(jìn)劑初始細(xì)觀(guān)形貌

對(duì)初始狀態(tài)下推進(jìn)劑試件進(jìn)行掃描后，為了能夠更加清晰地觀(guān)察到推進(jìn)劑的細(xì)觀(guān)形貌，選取1 500 μm×1 500 μm的區(qū)域進(jìn)行重構(gòu)，如圖3所示。

圖3 HTPB推進(jìn)劑細(xì)觀(guān)形貌Fig.3 The mesomorphology of HTPB propellant

不同密度的物質(zhì)對(duì)X射線(xiàn)的吸收能力不同，結(jié)構(gòu)的密度越大，對(duì)X射線(xiàn)吸收能力越強(qiáng)，灰度值越高，在重構(gòu)圖中則越“亮”。根據(jù)這一特點(diǎn)，從圖3中可以很容易地區(qū)分出HTPB推進(jìn)劑的細(xì)觀(guān)成分：Al顆粒密度最高，對(duì)X射線(xiàn)的吸收能力最強(qiáng)，圖中灰度值最高(顏色最亮)的結(jié)構(gòu)即為Al顆粒；AP顆粒密度比Al顆粒的密度低，因此灰度值較Al顆粒低的結(jié)構(gòu)即為AP顆粒；緊接著是HTPB基體。此外，由于空氣幾乎不會(huì)對(duì)X射線(xiàn)進(jìn)行吸收，其灰度值基本等于0(黑色)，因此圖中黑色的區(qū)域?yàn)榇嬖诳紫兜牟糠?，即初始缺陷?/p>

從圖3中可以看出，AP顆粒以很高的填充比填充于基體中，其尺寸跨度很大，基于標(biāo)尺可以看出大顆粒的尺寸接近400 μm，而小顆粒的尺寸卻只有約30 μm；大尺寸AP顆粒數(shù)量遠(yuǎn)少于其他尺寸的AP顆粒，大顆粒之間的距離也相對(duì)較遠(yuǎn)。AP顆粒形狀大多為不規(guī)則的多邊形，也有較為接近橢圓形或者圓形的顆粒。Al顆粒尺寸絕大多數(shù)則遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于A(yíng)P顆粒，其形狀大都接近圓形，填充于A(yíng)P顆粒之間。

對(duì)于復(fù)合固體推進(jìn)劑類(lèi)的顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料而言，由于基體相和增強(qiáng)相的材料屬性相差較大，再加上生產(chǎn)制造過(guò)程中工藝的影響，其內(nèi)部通常會(huì)存在初始缺陷。初始缺陷的含量和分布通過(guò)影響推進(jìn)劑的損傷演化過(guò)程從而影響其宏觀(guān)力學(xué)性能。根據(jù)試驗(yàn)重構(gòu)所得的截面圖，可以將初始狀態(tài)下推進(jìn)劑內(nèi)部的缺陷分為兩種：一種為AP顆粒上的缺陷；另一種為顆粒/基體界面的初始脫粘。AP顆粒上的缺陷存在孔洞和微裂紋兩種情況，前者多存在于粒徑較大的顆粒上，其形狀接近圓形，如圖3中藍(lán)色標(biāo)記所示；而后者則是以微裂紋的形式存在于A(yíng)P顆粒上，如圖3中紫色標(biāo)記所示。AP顆粒上的孔洞可能是其在合成與結(jié)晶的過(guò)程中所產(chǎn)生的空穴和氣泡造成的，而顆粒上存在的微裂紋甚至AP顆粒的斷裂則是由于小尺寸的AP顆粒是大尺寸顆粒切割后產(chǎn)生的，這種工藝也會(huì)對(duì)AP顆粒造成破壞。顆粒/基體界面的初始脫粘則是最為常見(jiàn)的缺陷之一，如圖3中黃色標(biāo)記所示。顆粒/基體界面初始脫粘形成的原因可能是固體推進(jìn)劑在制備過(guò)程中，固體顆粒的表面未被HTPB基體充分浸潤(rùn)所產(chǎn)生。需要注意的是，對(duì)于缺陷的識(shí)別受到觀(guān)測(cè)設(shè)備分辨率的影響。

為了能夠更加清晰地看出初始缺陷的分布，通過(guò)對(duì)重構(gòu)圖像的簡(jiǎn)單處理以及設(shè)定灰度值的范圍則可選出孔隙，如圖4所示。由圖4可以看出,界面缺陷主要是AP顆粒/基體界面缺陷，但是也有Al顆粒/基體界面缺陷。在低溫高載荷應(yīng)變率下，推進(jìn)劑的損傷則主要表現(xiàn)為AP顆粒的斷裂；在較低載荷應(yīng)變率下，推進(jìn)劑的損傷形式主要為AP顆粒與基體的脫粘[21]。因此，在研究低溫高應(yīng)變率載荷下固體推進(jìn)劑的細(xì)觀(guān)損傷時(shí)，除了考慮顆粒/基體界面的初始脫粘外，也應(yīng)當(dāng)考慮AP顆粒上的孔洞或者微裂紋的影響，因?yàn)樵谠摷虞d條件下，推進(jìn)劑的細(xì)觀(guān)損傷可能更容易在A(yíng)P顆粒上出現(xiàn)，如AP顆粒斷裂形成的細(xì)觀(guān)缺陷；而在低載荷應(yīng)變率下，由于細(xì)觀(guān)損傷多以AP顆粒與基體界面脫濕為主，對(duì)于A(yíng)P顆粒上的缺陷可以暫時(shí)不用考慮；但若能將Al顆粒及其與基體界面的初始脫粘納入研究的范圍，所建立的模型會(huì)更加接近實(shí)際細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)，對(duì)于推進(jìn)劑細(xì)觀(guān)損傷的研究也會(huì)更加準(zhǔn)確。

圖4 孔隙分布Fig.4 The pore distribution

為了能夠獲得推進(jìn)劑細(xì)觀(guān)形貌更多的信息，在高度方向上選取10個(gè)截面進(jìn)行觀(guān)察分析，掃描試件的有效高度(h)為2 400 μm，因此在200～2 000 μm高度范圍內(nèi)，每隔200 μm選取一個(gè)截面進(jìn)行分析，截面位置依次命名為(a)～(j)，如圖5所示。從圖5中可以看出，推進(jìn)劑的細(xì)觀(guān)形貌除了具備前文分析的特征外，也存在差異之處：AP顆粒雖然整體上都較為均勻地填充于基體，但也存在局部區(qū)域不均勻的情況，圖5(b)和圖5(f)靠近中心位置無(wú)AP顆粒，只存在基體；圖5(a)、圖5(d)、圖5(e)中心區(qū)域存在大量Al顆粒聚集現(xiàn)象。顆粒填充局部不均勻使得推進(jìn)劑內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的分布更加復(fù)雜，對(duì)顆粒/基體界面的脫粘產(chǎn)生影響。此外，大量Al顆粒的聚集也會(huì)使得推進(jìn)劑的燃燒性能發(fā)生變化，因?yàn)锳l的揮發(fā)性很低，燃燒很慢，同時(shí)Al在燃燒時(shí)會(huì)在自身表面產(chǎn)生氧化物保護(hù)層，阻礙燃燒進(jìn)行，從而逐漸凝聚，形成鋁凝團(tuán)；而Al顆粒的局部集中則會(huì)加劇這一現(xiàn)象，形成更大的鋁凝團(tuán)，可能會(huì)使固體推進(jìn)劑的燃速降低。

圖5 不同截面的重構(gòu)圖像Fig.5 Reconstruction of images with different cross sections

2.2 初始狀態(tài)推進(jìn)劑細(xì)觀(guān)缺陷及固體顆粒定量表征

為了能夠定量研究固體推進(jìn)劑初始狀態(tài)下細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)的分布規(guī)律，對(duì)圖5中不同截面的重構(gòu)圖像進(jìn)行分析?；叶戎狈綀D是對(duì)灰度圖像中灰度級(jí)分布的統(tǒng)計(jì)，能夠?qū)D像中所有像素點(diǎn)的灰度值的大小以及各灰度值出現(xiàn)的頻率表示出來(lái)。本研究基于灰度直方圖對(duì)重構(gòu)所得的灰度圖像進(jìn)行圖像分割，由于推進(jìn)劑各細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)灰度值存在差異，通過(guò)設(shè)定灰度值的范圍即可篩選出圖像中各結(jié)構(gòu)所代表的區(qū)域，然后對(duì)不同截面圖像中AP顆粒、Al顆粒和孔隙(由于A(yíng)P顆粒上缺陷很少，且多存在于A(yíng)P顆粒內(nèi)部，因此，這里只對(duì)顆粒/基體界面缺陷進(jìn)行分析)的數(shù)量、尺寸以及各組分所占的面積百分比進(jìn)行分析，其中，用平均直徑來(lái)表征結(jié)構(gòu)的尺寸。

圖6為10個(gè)截面中AP顆粒、Al顆粒以及孔隙數(shù)量的分布。

圖6 不同截面中各組分?jǐn)?shù)量Fig.6 The number of components in different cross sections

從圖6中可以看出，AP顆粒尺寸較大，所以在選定區(qū)域內(nèi)填充數(shù)量遠(yuǎn)少于A(yíng)l顆粒和孔洞，其平均填充數(shù)量為76。由于A(yíng)l顆粒與孔隙的尺寸遠(yuǎn)小于A(yíng)P顆粒，在選定區(qū)域內(nèi)其數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于A(yíng)P顆粒，所選區(qū)域內(nèi)Al顆粒與孔隙的平均數(shù)量分別為867和1 026。此外,由于圖5(d)和圖5(e)處局部區(qū)域存在大量的Al顆粒，因此，圖6中截面(d)和(e)中Al顆粒的數(shù)量明顯高于其他位置。

圖7為各個(gè)截面上AP顆粒、Al顆粒以及孔洞尺寸分布的統(tǒng)計(jì)信息，并將所得數(shù)據(jù)用Weibull函數(shù)進(jìn)行擬合。

圖7 各組分的尺寸分布Fig.7 Size distribution of components

從圖7中可以看出，每一截面的AP顆粒、Al顆粒以及孔洞的尺寸都較好地服從Weibull分布。AP顆粒作為丁羥推進(jìn)劑最重要的細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)之一，為了滿(mǎn)足推進(jìn)劑的能量特性、燃燒特性以及力學(xué)性能等，通常以多級(jí)配的方式填充于基體中；根據(jù)圖7(a)可以認(rèn)為該型推進(jìn)劑AP顆粒呈三級(jí)配填充，且可以大致確定各級(jí)配的粒徑尺寸分別為：(300±50)μm、(100±20)μm和(30±10)μm；其中第二級(jí)的AP顆粒數(shù)量占比最高。Al顆粒以及孔洞的尺寸分別集中在(10±2)μm和(5±1)μm范圍內(nèi)。

各截面中組分直徑的最大值和最小值如圖8所示。從圖8中可以看出，在截面(i)中AP顆粒直徑最大值明顯高于其他截面，其直徑達(dá)578 μm,這也與圖6(i)中觀(guān)察到的結(jié)果一致。

圖8 不同截面各組分尺寸的最大值和最小值Fig.8 The maximum and minimum values of components in different cross sections

各截面中不同組分面積所占百分比的最值以及平均值如表1所示。可以看出，AP顆粒的面積占比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于A(yíng)l顆粒和孔隙的面積占比。初始孔隙率對(duì)推進(jìn)劑的損傷演化有重要影響，根據(jù)分析結(jié)果，將各截面孔洞面積占比的平均值作為推進(jìn)劑的初始孔隙率，即1.5%。

表1 各組分面積占比最值和均值Table 1 Maximum and average area ratios of each component

根據(jù)以上研究可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于推進(jìn)劑細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)的觀(guān)測(cè)和分析，高精度微CT相對(duì)掃描電鏡等觀(guān)測(cè)設(shè)備而言更有優(yōu)勢(shì)，能夠清晰地識(shí)別推進(jìn)劑內(nèi)部各細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)，從細(xì)觀(guān)尺度上真正“認(rèn)識(shí)”推進(jìn)劑；對(duì)于推進(jìn)劑固體顆粒以及缺陷的定量表征則為固體推進(jìn)劑的可靠性驗(yàn)證提供一種有效的測(cè)試手段。例如，通過(guò)對(duì)比推進(jìn)劑AP顆粒實(shí)際尺寸分布與設(shè)計(jì)尺寸分布可得到加工工藝對(duì)推進(jìn)劑細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)的影響；通過(guò)檢測(cè)初始孔隙率可對(duì)生產(chǎn)推進(jìn)劑的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)。此外，對(duì)推進(jìn)劑細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果也能夠?yàn)榧?xì)觀(guān)數(shù)值仿真模型的建立提供直接的參考。

2.3 HTPB推進(jìn)劑斷面形貌分析

HTPB推進(jìn)劑斷面掃描重構(gòu)高度(h)為2 363 μm，通過(guò)對(duì)重構(gòu)圖片進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在遠(yuǎn)離推進(jìn)劑斷面的位置，推進(jìn)劑內(nèi)部同樣存在損傷，但是損傷的面積和數(shù)量較小，損傷的形式有AP顆粒脫濕形成的孔洞以及孔洞匯合形成的微裂紋，如圖9(a)所示，該位置高度為1 813 μm。由于斷面形貌不規(guī)則，若選取區(qū)域距其太近，則無(wú)法獲取足夠的斷面信息，如圖9(b)所示，圖中除了幾個(gè)AP顆粒外再無(wú)其他特征，該截面所在的高度為2 300 μm。

圖9 不同高度處斷面重構(gòu)圖像Fig.9 Reconstruction of images with different heights

基于上述分析，在2 088～2 188 μm高度區(qū)間內(nèi)取不同位置的截面圖進(jìn)行分析，每張截面圖間隔為20 μm，如圖10所示。從圖中可以看出，越接近斷面固體推進(jìn)劑AP顆粒脫濕越嚴(yán)重，大量AP顆粒脫濕產(chǎn)生的孔洞的匯合使得推進(jìn)劑內(nèi)部的缺陷面積越來(lái)越大，最終導(dǎo)致推進(jìn)劑斷裂。

圖10 斷面細(xì)觀(guān)形貌Fig.10 The mesomorphology of section

為了能夠更加直觀(guān)地觀(guān)察到推進(jìn)劑斷面的形貌，基于試驗(yàn)掃描重構(gòu)結(jié)果，對(duì)試件2 088～2 363 μm高度內(nèi)三維形貌進(jìn)行重建，如圖11(a)所示。同時(shí)為了能夠形成對(duì)比，也重建了初始狀態(tài)下復(fù)合固體推進(jìn)劑的三維形貌，如圖11(b)所示。對(duì)比初始狀態(tài)下推進(jìn)劑的細(xì)觀(guān)形貌可以很明顯地看出，斷裂面上由于顆粒脫濕，大量AP顆粒暴露在外面，同時(shí)還存在許多AP顆粒脫濕后留下的凹坑。

圖11 重構(gòu)的HTPB推進(jìn)劑三維細(xì)觀(guān)形貌Fig.11 Three dimensional mesomorphology of reconstructed HTPB propellant

3 結(jié) 論

(1)微CT不僅能夠探知推進(jìn)劑內(nèi)部細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)，而且根據(jù)重構(gòu)圖像灰度值的不同，可以很容易識(shí)別推進(jìn)劑內(nèi)部AP顆粒、Al顆粒、基體以及缺陷等細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)，對(duì)于缺陷的識(shí)別強(qiáng)烈依賴(lài)于試驗(yàn)設(shè)備的分辨率。

(2)初始狀態(tài)下，推進(jìn)劑內(nèi)部AP顆粒以高密度填充于基體之中，Al顆粒填充于A(yíng)P顆粒之間，但是也存在局部區(qū)域聚集的現(xiàn)象。缺陷作為一個(gè)重要的細(xì)觀(guān)特征，除了通常存在的顆粒/界面缺陷外，在A(yíng)P顆粒上也以孔洞或微裂紋的形式存在。

(3)初始狀態(tài)下HTPB推進(jìn)劑內(nèi)部AP顆粒、Al顆粒和孔洞的尺寸能夠較好地服從Weibull分布；其中，AP顆粒的尺寸跨度很大，呈三級(jí)配填充于基體中，第二級(jí)的數(shù)量占比最高，其尺寸范圍約為(100±20)μm。在1 500 μm×1 500 μm的選定區(qū)域內(nèi)，AP顆粒、Al顆粒和孔洞面積占比的平均值分別為0.521、0.079和0.015。

(4)AP顆粒脫濕后形成的孔洞不斷匯合最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的斷裂，斷面上存在許多AP顆粒脫濕留下的凹坑，同時(shí)由于脫濕導(dǎo)致大量AP顆粒暴露在外面。