朱敏， 邵照群， 黃璜， 李巖

(海軍工程大學(xué)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院， 武漢 430033)

高聚物粘結(jié)炸藥(polymer bonded explosive,PBX)，是一種以單質(zhì)炸藥為主體，加入各種可以改善炸藥加工性能和安全性能的添加劑，經(jīng)過(guò)壓裝或熔鑄成型的顆粒復(fù)合型高聚物材料[1]。PBX炸藥具有能量密度高、感度低、機(jī)械加工性能好的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于軍事和工業(yè)領(lǐng)域[2-3]。在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)PBX炸藥在長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受濕度、溫度和震動(dòng)的環(huán)境載荷后性能會(huì)發(fā)生變化，為炸藥的使用帶來(lái)安全隱患，20世紀(jì)美國(guó)國(guó)防部對(duì)其常規(guī)炸藥的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在貯存過(guò)程中，大量炸藥因氣候原因發(fā)生分解和變質(zhì)，嚴(yán)重影響武器的服役年限和使用可靠性[4]。尹俊婷等[5]采用電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(computer tomography, CT)掃描分析了貯存4、8、12、16年的PBX炸藥發(fā)現(xiàn)，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間貯存條件后，炸藥黏接劑與炸藥晶體脫粘，內(nèi)部出現(xiàn)裂紋、孔洞等現(xiàn)象。

為確保炸藥的安全使用，中外越來(lái)越多學(xué)者開(kāi)始研究PBX炸藥在老化過(guò)程中的性能變化[6-8]。目前中外多對(duì)PBX炸藥材料開(kāi)展加速老化試驗(yàn)，通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法歸納材料性能變化規(guī)律，對(duì)PBX性能退化過(guò)程中具體損傷機(jī)理的研究較少，準(zhǔn)確描述PBX損傷程度的也未能統(tǒng)一[9]。為更深刻認(rèn)識(shí)炸藥在老化過(guò)程中損傷機(jī)理，現(xiàn)綜述了炸藥在老化過(guò)程中，材料的成分和結(jié)構(gòu)變化的變化規(guī)律。

1 PBX組分和結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響

了解PBX各組分和結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響有助于分析PBX老化過(guò)程中的失效模式，評(píng)估PBX損傷程度，建立PBX壽命評(píng)估模型。

PBX炸藥性能受溫度、濕度等環(huán)境因素和自身特性影響。在貯存過(guò)程中PBX在經(jīng)受溫度、濕度載荷后的會(huì)發(fā)生緩慢氧化，導(dǎo)致黏接劑基體分子鏈會(huì)發(fā)生降解和氧化交聯(lián)，炸藥晶體發(fā)生分解，這些物理和化學(xué)變化會(huì)導(dǎo)致炸藥材料的組成成分和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，最終導(dǎo)致炸藥性能退化。下文將通過(guò)炸藥晶體、黏接劑和黏接劑-晶體界面等方面分析老化對(duì)PBX結(jié)構(gòu)和性能的影響。

1.1 炸藥晶體對(duì)PBX性能影響

炸藥晶體影響著PBX的能量釋放和感度。PBX中炸藥晶體含量較高，一般在85%以上，為了提高PBX密度，使晶體密度接近理論密度，炸藥中常使用雙峰分布的炸藥晶體級(jí)配方式，即將不同粒徑的炸藥晶體混合粘接[10-11]，如圖1所示[11]。當(dāng)小晶體粒徑接近大晶體間空隙時(shí)，可以最大限度提升炸藥晶體含量[12]，而且適當(dāng)?shù)奶嵘【w的占比可以提高晶體的比表面積，使炸藥晶體在PBX中分布更均勻，減少PBX內(nèi)部空隙，提高PBX性能[13]。研究表明[12,14]，粒徑級(jí)配與炸藥爆速和沖擊波感度存在聯(lián)系，細(xì)化炸藥晶體可以有效提高炸藥比表面積，減少晶體缺陷有效提高炸藥能量釋放率，改善炸藥感度[15-17]。對(duì)硝胺類炸藥而言，如黑索今基(Cyclotrimethylenetrinitramine, RDX)炸藥、奧克托今基(Cyclotetranitromethylenetetranitramine, HMX)炸藥，當(dāng)晶體形貌和粒度分布相同時(shí)，小晶體的增加能提高炸藥爆速，晶體越小，感度越低[18-20]。

圖1 PBX典型細(xì)觀結(jié)構(gòu)[11]Fig.1 Typical mesostructure of PBX[11]

老化過(guò)程中，由于炸藥晶體的分解，晶體將變得更加不規(guī)則[21]，但炸藥藥柱中鈍感劑和黏結(jié)劑的會(huì)逐漸向表面遷移、軟化，使一些缺陷得到修復(fù)，因此炸藥感度變化不大，甚至有所下降[22]，炸藥老化過(guò)程中爆速變化也很小[23-24]。但是炸藥晶體的分解導(dǎo)致部分晶體與黏接劑脫粘，局部出現(xiàn)孔洞，使PBX質(zhì)量減小，體積變化，影響PBX的力學(xué)性能[2，5]，晶體分解對(duì)PBX損傷的影響，可以通過(guò)PBX體積變化率來(lái)反映。美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)ML-STD-1751規(guī)定，無(wú)論任何原因引起的炸藥失重1%均認(rèn)為該炸藥失效規(guī)定[25]。

雖然大部分炸藥可以把失重率1%作為失效界限，但某些炸藥晶體的分解產(chǎn)物特別是分解產(chǎn)物中含有強(qiáng)氧化性(主要是NO2)時(shí)，產(chǎn)物對(duì)炸藥分解具有催化加速作用[26]，表現(xiàn)為前期炸藥分解速度平穩(wěn)，當(dāng)炸藥中安定劑被消耗到一定程度時(shí)，炸藥分解速度突然變快，此時(shí)安定劑的消耗就成為炸藥失效的判定標(biāo)準(zhǔn)。宋力騫等[27]以安定劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降50%作為判據(jù)，對(duì)含疊氮硝胺某三基胍發(fā)射藥進(jìn)行加速老化試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)發(fā)射藥中的安定劑隨著老化時(shí)間的增加而減少，并且在其他條件不變的情況下濕度越大安定劑含量下降越快安定劑隨時(shí)間變化關(guān)系如圖2[27]所示。分析安定劑含量下降原因是分解產(chǎn)物中含有NO2，安定劑吸收生成的NO2，導(dǎo)致隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)，安定劑含量下降，當(dāng)空氣中含有水分子時(shí)NO2與H2O反應(yīng)生成H+，H+的存在也會(huì)消耗安定劑。宋力騫等[27]的試驗(yàn)沒(méi)有分析發(fā)射藥的質(zhì)量變化情況，因此也沒(méi)有反映出發(fā)射藥分解速率隨時(shí)間變化的情況。對(duì)于不含硝酸脂的炸藥，炸藥質(zhì)量變化較平穩(wěn)，安定劑含量變化不大。安靜等[28]對(duì)高能硝酸酯增塑聚醚(nitrate ester plasticized polyether propellant, NEPE)推進(jìn)劑進(jìn)行加速試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)安定劑含量變化不大。祝逢春等[29]發(fā)現(xiàn)某三硝基甲苯(trinitrotoluene, TNT)基炸藥在老化過(guò)程中炸藥失重率基本呈線性變化。

t為時(shí)間；γ為安定劑含量；T為溫度；Dry air表示試驗(yàn)在干燥空氣 中進(jìn)行圖2 安定劑隨老化時(shí)間變化規(guī)律圖[27]Fig.2 Variation law of stabilizer changes with time[27]

1.2 黏接劑對(duì)PBX性能影響

一般來(lái)說(shuō)黏接劑僅占PBX含量的5%到10%，但黏接劑是PBX結(jié)構(gòu)的支撐骨架，并且炸藥晶體的模量比黏接劑的模量高105倍，這導(dǎo)致復(fù)合材料的行為受到粘結(jié)劑性能的嚴(yán)重影響[30]。PBX中黏接劑老化形式是黏接劑分子鏈的氧化交聯(lián)、降解斷裂或后固化，王芳芳等[31]研究發(fā)現(xiàn)某PBX炸藥交聯(lián)密度在老化初期升高，老化中期略有降低，老化后期繼續(xù)增加，并且PBX力學(xué)性能與黏接劑交聯(lián)密度變化線性相關(guān)，如圖3所示[31]。通過(guò)電鏡檢測(cè)，可以看出老化過(guò)程中造成力學(xué)變化的根本原因是黏接劑基體的氧化交聯(lián)，直接原因是黏接劑與晶體界面的脫粘。李凱麗等[32]研究發(fā)現(xiàn)，高溫加速退化試驗(yàn)后，PBX抗壓強(qiáng)度提升74%，抗拉強(qiáng)度提升117%，黏接劑氧化交聯(lián)對(duì)抗拉性能的影響較大，推測(cè)原因是黏接劑發(fā)生交聯(lián)密度提高，并且黏接劑軟化，分布更均勻，包覆能力提升導(dǎo)致PBX性能變好。張昊等[33]在對(duì)NEPE推進(jìn)劑的研究中指出，推進(jìn)劑在老化過(guò)程中拉伸強(qiáng)度和彈性模量下降的根本原因是黏接劑基體的降解和解聚。Assink等[34]對(duì)HTPB推進(jìn)劑老化研究發(fā)現(xiàn)黏接劑分子交聯(lián)密度增加時(shí)其延展率持續(xù)下降。安靜等[28]對(duì)NEPE推進(jìn)劑進(jìn)行加速試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)老化過(guò)程中黏接劑的降解，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中固體節(jié)點(diǎn)受到破壞和炸藥晶體的分解導(dǎo)致了推進(jìn)劑的力學(xué)強(qiáng)度降低。從上述研究可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)交聯(lián)反應(yīng)占主導(dǎo)時(shí)黏接劑分子量增大，PBX抗拉能力和抗壓能力增強(qiáng)，PBX變硬、變脆；當(dāng)分解斷鏈占主導(dǎo)時(shí)，黏接劑分子量減小，PBX抗拉能力和抗壓能力隨之減小，PBX變軟、變黏[35]。

lnt為時(shí)間的對(duì)數(shù)；νe-νe0為交聯(lián)密度的變化量；σb-σb0為抗 壓強(qiáng)度的變化量圖3 抗壓強(qiáng)度與交聯(lián)密度關(guān)系圖[31]Fig.3 The relationship between compressive strength and cross-link density[31]

1.3 界面對(duì)PBX性能影響

炸藥晶體與黏接劑界面是PBX材料的重要組成部分，界面損傷是PBX的力學(xué)性能變化的直接原因。PBX中存在大量界面，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料在界面處物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生突變[36-37]，因此研究界面對(duì)預(yù)測(cè)PBX性能變化，評(píng)估PBX安全性能很重要。無(wú)論在經(jīng)受載荷還是在老化過(guò)程中PBX都伴隨著界面的變化，界面脫粘是顆粒類復(fù)合材料主要的損傷形式之一。羅景潤(rùn)[38]指出，在低應(yīng)變率載荷下，受到壓縮載荷作用的代用材料的細(xì)觀破壞特征是，既有穿晶斷裂，也有顆粒界面之間的沿晶斷裂，但以穿晶斷裂為主；而受到拉伸載荷作用試件的細(xì)觀破壞特征以顆粒之間界面的沿晶斷裂為主。范正杰等[39]通過(guò)數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，在升溫和降溫過(guò)程中黏接劑和晶體界面存在內(nèi)應(yīng)力，升溫時(shí)界面存在切向應(yīng)力，降溫時(shí)界面存在法向應(yīng)力，這些應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致界面脫粘，并且降溫比升溫更容易導(dǎo)致界面脫粘。PBX在貯存過(guò)程中也會(huì)由于黏接劑的氧化交聯(lián)和炸藥晶體的分解形成裂紋，裂紋的產(chǎn)生和傳播會(huì)影響PBX的力學(xué)性能和安全貯存，從而導(dǎo)致炸藥失效，裂紋沿黏接劑-晶體界面?zhèn)鞑?，很少沿炸藥晶體和黏接劑傳播，如圖4(a)[40]和圖4(b)[30]所示。

PBX界面性能的力學(xué)表征是一項(xiàng)重要工作，斷裂能和表面結(jié)合能是目前主要兩種界面性能表征方法。由于PBX結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法直接獲取界面力學(xué)性能比較困難，因此目前主要通過(guò)仿真或分子動(dòng)力學(xué)方法(MD)獲取數(shù)據(jù)。蒙君煚等[41]通過(guò)MD方法研究了4種不同功能助劑對(duì)2，4-二硝基苯甲醚(DNAN)/黑索今(RDX)熔鑄炸藥界面性能的影響，結(jié)果表明在不改變黏接劑基體和炸藥晶體類型的前提下，界面結(jié)合能強(qiáng)度越高的炸藥抗拉強(qiáng)度越高。蒙君煚等[41]通過(guò)在DNAN/RDX炸藥中添加功能助劑來(lái)改變炸藥界面性能，使用分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算和試驗(yàn)?zāi)M方法研究了界面強(qiáng)度對(duì)DNAN/RDX的影響，研究結(jié)果表明功能助劑的加入使黏接劑-晶體界面結(jié)合更緊密，并且提高了炸藥的機(jī)械強(qiáng)度和韌性。這說(shuō)明同一類型炸藥界面粘附功越大炸藥抗拉強(qiáng)度越好，從側(cè)面驗(yàn)證了界面對(duì)PBX性能的影響。

圖4 PBX裂紋傳播路徑Fig.4 PBX crack propagation path

2 PBX可靠貯存壽命評(píng)估

2.1 評(píng)估手段

PBX失效原因很復(fù)雜，不同環(huán)境引起的PBX失效模式不同，即使環(huán)境相同，不同體系PBX也會(huì)有所不同，并且在PBX失效過(guò)程中大部分失效機(jī)理是并存的相互作用的，因此研究老化過(guò)程中的主要失效模式是壽命預(yù)測(cè)的重要步驟[26，35]。目前中外主要通過(guò)開(kāi)展加速試驗(yàn)和自然檢測(cè)相結(jié)合的方法獲取PBX老化時(shí)的性能變化以預(yù)測(cè)PBX的貯存壽命。美國(guó)和俄羅斯的技術(shù)在PBX壽命評(píng)估方面手段較為先進(jìn)。美國(guó)自20世紀(jì)60年代就已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施導(dǎo)彈貯存可靠性計(jì)劃和貯存可靠性研制計(jì)劃，通過(guò)持續(xù)檢測(cè)自然貯存彈藥數(shù)據(jù)，輔以加速試驗(yàn)，可以預(yù)報(bào)48個(gè)月的性能。俄羅斯專家認(rèn)為，自然貯存得出結(jié)論較晚，不利于彈藥改進(jìn)研究，因此俄羅斯主要以加速試驗(yàn)為主，并且俄羅斯的加速試驗(yàn)理論和方法較成熟，可以在6個(gè)月甚至更短時(shí)間內(nèi)評(píng)估彈藥10年內(nèi)性能變化，可以做到10年內(nèi)不檢測(cè)、不更換[42]。中國(guó)開(kāi)展炸藥老化領(lǐng)域相關(guān)研究的機(jī)構(gòu)有西安近代化學(xué)研究所(204所)、中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所(九院)、北京理工大學(xué)，以及南京理工大學(xué)等[1]。中國(guó)炸藥壽命預(yù)測(cè)技術(shù)正在逐步發(fā)展，預(yù)測(cè)精度越來(lái)越高，預(yù)測(cè)技術(shù)逐漸成熟[10]。研究方面也由靜力學(xué)載荷向沖擊載荷轉(zhuǎn)變，單應(yīng)力向多應(yīng)力綜合轉(zhuǎn)變，研究重點(diǎn)由宏觀統(tǒng)計(jì)規(guī)律向細(xì)觀力學(xué)特性轉(zhuǎn)變，研究手段更加多樣化。計(jì)算機(jī)模擬和利用分子動(dòng)力學(xué)理論計(jì)算方法也得到越來(lái)越多的應(yīng)用。Arora等[43]利用電鏡掃描生成的二維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)TATB基(三氨基三硝基苯)，以氟橡膠黏接劑的炸藥PBX-1構(gòu)建三維模型，模擬了其在單軸拉伸載荷作用下的變形和斷裂過(guò)程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得了這兩種材料的相關(guān)力學(xué)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算出來(lái)的結(jié)果較合理，并且在拉伸載荷下PBX炸藥主要失效形式是炸藥顆粒與黏接劑的脫粘。王竟成等[44]基于 Voronoi 方法建立了PBX細(xì)觀模型預(yù)測(cè)了PBX的有效模量，結(jié)果表明預(yù)測(cè)值與接近，預(yù)測(cè)效果較好。上述研究中使用有限元方法模擬了靜態(tài)條件下PBX組分、結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系，沒(méi)有涉及在老化過(guò)程中組分和結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響。實(shí)際上計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)模擬的準(zhǔn)確性依賴于對(duì)PBX失效模式和失效手段的準(zhǔn)確表達(dá)，而炸藥老化過(guò)程中物理和化學(xué)變化的復(fù)雜性使計(jì)算機(jī)仿真的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值有較大差距。因此目前對(duì)PBX壽命評(píng)估的主要手段還是以試驗(yàn)測(cè)試為主。試驗(yàn)中先設(shè)定好失效判據(jù)，然后利用試驗(yàn)得到數(shù)據(jù)擬合PBX退化軌跡，用Berthelot模型、Arrhenius模型、時(shí)溫疊加模型或神經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等預(yù)測(cè)PBX的失效壽命[45]，再根據(jù)壽命分布的經(jīng)驗(yàn)概率模型推測(cè)PBX壽命可靠度函數(shù)。鄧愛(ài)民等[46]通過(guò)加速老化試驗(yàn)，基于性能退化數(shù)據(jù)對(duì)某炸藥進(jìn)行可靠性評(píng)估，分別使用Weibull分布、正態(tài)分布和性能退化量分布對(duì)炸藥的壽命分布進(jìn)行了可靠性建模，結(jié)果表明基于性能退化數(shù)據(jù)對(duì)炸藥進(jìn)行可靠性評(píng)估是可行的。王國(guó)強(qiáng)[47]以材料的扯斷伸長(zhǎng)率為失效判據(jù)對(duì)丁羥推進(jìn)劑開(kāi)展加速老化試驗(yàn)，結(jié)合Berthlot方程預(yù)估出了推進(jìn)劑及其粘接試件的壽命。

2.2 可靠性評(píng)估

對(duì)PBX壽命進(jìn)行可靠性評(píng)估涉及三個(gè)重要的方面：①PBX性能退化軌跡；②失效判據(jù)；③壽命分布函數(shù)。加速退化數(shù)據(jù)可靠性建模的核心是合理建立性能退化模型及相關(guān)參數(shù)的加速模型[48]。

試驗(yàn)中材料性能退化軌跡方法有兩種，一種是根據(jù)材料老化失效過(guò)程，根據(jù)相應(yīng)物理和化學(xué)反應(yīng)原理通過(guò)公式推導(dǎo)計(jì)算出材料性能退化軌跡；另一種是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通過(guò)數(shù)值擬合方法確定材料性能退化軌跡[49-50]。公式推導(dǎo)方法能清楚反應(yīng)材料性能變化過(guò)程，但是比較難以實(shí)現(xiàn)，因此試驗(yàn)中常用擬合方法確定PBX性能退化模型，常見(jiàn)性能退化模型有直線型、冪律型、指數(shù)型[51-52]。擬合方法模型參數(shù)容易估計(jì)，很多文獻(xiàn)中都采用了這種方法[53-54]，但這種方法需要根據(jù)已有數(shù)據(jù)推測(cè)炸藥偽失效壽命，容易發(fā)生偽失效壽命誤指定的問(wèn)題[55]。為避免經(jīng)驗(yàn)或主觀評(píng)估造成可靠性建模不準(zhǔn)確的問(wèn)題，實(shí)踐中還提出了基于退化量分布的壽命評(píng)估方法，如圖5[50]所示?；谕嘶糠植嫉慕７椒ㄕJ(rèn)為產(chǎn)品在不同時(shí)刻服從同一概率分布，分布的參數(shù)隨時(shí)間變化。王浩偉等[56]基于退化量分布原理，根據(jù)加速因子不變?cè)瓌t對(duì)某繼電器進(jìn)行了可靠性評(píng)估，結(jié)果表明該研究避免了主觀評(píng)價(jià)可能建立錯(cuò)誤模型的不足，可以快速準(zhǔn)確建立長(zhǎng)壽命產(chǎn)品的可靠性評(píng)估模型?；陔S機(jī)過(guò)程的建模方法也常用于性能退化分布的建模中，與基于擬合的方法類似，基于隨機(jī)過(guò)程的建模方法也需要靠經(jīng)驗(yàn)判定參數(shù)，具有一定主觀性。Wiener過(guò)程[57]、Gamma過(guò)程[58]、Inverse Gaussian過(guò)程[59]、Inverse Gamma過(guò)程[60]等基于隨機(jī)過(guò)程的方法也常用于產(chǎn)品性能退化建模中。

t為時(shí)間；y為產(chǎn)品性能退化量；T1～T5為失效壽命圖5 基于退化量分布的建模思路[50]Fig.5 Modeling method based on the distribution of degradation[50]

3 結(jié)論

(1)了解PBX各組分和結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響對(duì)分析PBX的失效模式，對(duì)改善老化性能，評(píng)估PBX安全貯存壽命很有幫助。PBX在老化過(guò)程中炸藥晶體會(huì)發(fā)生分解，晶體的粒徑分布和形狀主要影響PBX感度，晶體越小，粒徑分布越均勻，PBX感度越低。由于PBX感度受多個(gè)因素的影響，在老化過(guò)程中感度變化不大，因此試驗(yàn)人員更關(guān)注于老化過(guò)程中PBX炸藥晶體的分解深度。黏接劑在老化過(guò)程中會(huì)發(fā)生氧化交聯(lián)和降解斷鏈，兩者同時(shí)發(fā)生，當(dāng)交聯(lián)反應(yīng)占主導(dǎo)時(shí)PBX變硬、變脆，當(dāng)降解斷鏈占主導(dǎo)時(shí)，PBX變軟、變黏。PBX中存在大量界面，界面脫粘是PBX失效的一個(gè)重要原因，界面性能越好，PBX力學(xué)性能越好。

(2)了解PBX的損傷模式和損傷機(jī)理對(duì)預(yù)測(cè)PBX性能變化，建立貯存壽命可靠性模型很有必要。目前，主流方法是加速試驗(yàn)和自然老化檢測(cè)相結(jié)合，通過(guò)數(shù)值擬合方法獲得PBX性能退化軌跡，再根據(jù)Berthelot模型、Arrhenius模型、時(shí)溫疊加模型或神經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型推測(cè)PBX貯存壽命，根據(jù)正態(tài)分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布、Weibull分布等分布函數(shù)建立PBX可靠性模型。數(shù)值模擬也越來(lái)越多應(yīng)用到PBX損傷本構(gòu)關(guān)系研究中，但目前研究重點(diǎn)是PBX細(xì)觀結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系，關(guān)于老化過(guò)程中細(xì)觀損傷變化和性能變化的研究較少。

4 展望

PBX材料組分和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在儲(chǔ)存和使用過(guò)程受環(huán)境因素和自身因素的影響，其性能會(huì)發(fā)生緩慢變化最終導(dǎo)致炸藥失效，目前對(duì)PBX失效機(jī)理的研究主要以規(guī)律性和半規(guī)律性研究為主，對(duì)其失效理論研究還不夠深入，在以下幾個(gè)方面還需要做更深入研究。

(1)對(duì)PBX微細(xì)觀損傷程度評(píng)估需要進(jìn)一步研究。在PBX老化失效研究中，多以力學(xué)性能或失重率衡量其老化程度，在研究PBX宏觀性能變化時(shí)，這些衡量指標(biāo)能準(zhǔn)確描述出PBX老化狀態(tài)，但從微細(xì)觀層面研究PBX失效機(jī)理時(shí)，需要建立更合理的評(píng)價(jià)體系，因此，建立準(zhǔn)確評(píng)估PBX炸藥界面等細(xì)觀層面損傷程度的指標(biāo)需要進(jìn)一步研究。

(2)損傷對(duì)PBX動(dòng)態(tài)載荷下性能需進(jìn)一步研究。目前，對(duì)PBX的失效機(jī)理的分析多集中在靜態(tài)載荷或單一載荷下，某些PBX在使用時(shí)往往承受很高加速度，因此研究損傷對(duì)PBX在復(fù)合載荷或動(dòng)態(tài)載荷性能影響需要進(jìn)一步深入。

(3)對(duì)PBX微觀、細(xì)觀損傷本構(gòu)模型研究需要進(jìn)一步深入?？绯叨妊芯糠椒ㄊ荘BX損傷機(jī)理研究的一個(gè)重要手段，通常使用細(xì)觀損傷數(shù)值模擬和分子動(dòng)力學(xué)模擬方法對(duì)PBX力學(xué)性能進(jìn)行研究，但跨尺度模擬方法目前還不夠完善，需要進(jìn)一步深入研究。