Page 24 - 《含能材料》优秀论文（2019年）

904 刘佳辉，范桂娟，卢校军，徐容，杨光成，杨志剑

2000 mL 航空煤油作为燃料，通过考察炸药件在快速 （95HMX/5binder）、PBX‐9502（95TATB/5binder）等
［7］
烤燃刺激条件下烤燃时间、烤燃温度、爆燃反应程度和 典型炸药的文献结果 也列于表 1。
实验残余物等的变化情况，评估炸药件热安全性能。 从表 1 可以看出，TKX‐50 基混合炸药的爆速高，
炸药爆轰产物的理论分析采用 EXPLO5 V.6.01 软件计 但其爆压、爆热以及圆筒比动能均偏低。具体而言，
算获得。 PBX‐TKX 的 实 测 爆 速 达 到 9037 m·s，较 PBX‐9501、
-1
PBX‐9502、Comp C‐4 分别高出 237，1327，667 m·s 。
3 结果与讨论 采 用 Urizar 经 验 算 法 ［16］ 进 行 单 质 炸 药 爆 速 换 算 ，
-1
TKX‐50 单 质 炸 药 的 实 测 爆 速 为 9460 m·s （密 度 为
3.1 TKX⁃50 基混合炸药爆轰性能 1.906 g·cm 时），这与文献［7］报道的理论爆速基本
-3
TKX‐50 基混合炸药（PBX‐TKX）的爆速、爆压、爆 一致。PBX‐TKX 的实测爆压、爆热和圆筒比动能（E ）
19
-1
-1
热、圆筒比动能的测试结果见表 1。为了将 TKX‐50 基 分 别 为 26.4 GPa，5055 J·g 和 1.377 kJ·g ，低 于
炸药与常见的 HMX、RDX、TATB 基混合炸药爆轰性能 HMX 基混合炸药 PBX‐9501，表明 TKX‐50 为一种高爆
进行对比，将 Comp C‐4（91RDX/9binder）、PBX‐9501 速炸药，但其做功能力不足。

表 1 PBX‐TKX 的爆轰性能测试结果及与几种炸药的对比
Table 1 The detonation performance comparison of TKX‐50 based PBX and some other explosives
density relative density detonation velocity detonation pressure detonation heat specific energy of
explosive
/g·cm -3 /% /m·s -1 /GPa /J·g -1 cylinder（E 19 ）/kJ·g -1
PBX‐9501 ［7］ 1.84 98.0 8800 37.0 6030 1.577
PBX‐9502 ［7］ 1.90 97.8 7710 30.2 4180 1.037
Comp C‐4 ［7］ 1.66 98.0 8370 25.7 5860 1.258
PBX‐TKX 1.86 97.3 9037 26.4 5055 1.377

与 PBX‐9501 相比，虽然 PBX‐TKX 的爆速提高了
-1
237 m·s ，但 其 爆 压 降 低 了 10.6 GPa，爆 热 降 低 了
-1
-1
975 J·g ，圆 筒 比 动 能 下 降 了 0.2 kJ·g 。 该 结 果 表
明：炸药的做功能力不仅与爆速有关，还与爆压和爆热
密切相关。因此，当武器装药需要较高做功能力时，并
不能将爆速作为高能的唯一评价依据，还需结合爆压
和爆热进行综合评价，以圆筒试验结果为准。
混合炸药的爆轰性能主要由其中的单质炸药决
定，为了研究 TKX‐50 基混合炸药与 RDX、HMX、TATB
基混合炸药爆轰性能存在差异的原因，采用 EXPLO5 图 2 4 种单质炸药主要爆轰产物含量对比图
Fig.2 Histogram for the main detonation products and their
V.6.01 计算了上述 4 种单质炸药的主要爆轰产物组成 amount for four single‐compound explosives
及含量，结果见图 2。由图 2 可见，在主要爆轰产物中，
分子量相对较小的分子（N 、CO、H O、NH 、C、H 等） 3.2 TKX⁃50 基混合炸药安全性能
3
2
2
2
在 TKX‐50、RDX、HMX、TATB 爆轰产物中的占比分别 3.2.1 TKX⁃50 原 材 料 包 覆 及 重 结 晶 对 撞 击 感 度 的
为 97.9%、75.9%、73.3% 和 83.5%；分 子 量 相 对 较 大 影响
的 分 子（CO 、CH O ）的 占 比 分 别 为 1.9%、24.0%、 为了研究 TKX‐50 的机械感度，采用包覆石蜡和重
2
2
2
26.7% 和 16.5%。可见 TKX‐50 的爆轰产物主要集中 结晶对原材料进行了处理，不同方式处理后的 TKX‐50
在小分子，而小分子产物质量轻，这可能是 TKX‐50 做 晶体的扫描电镜照片见图 3，样品的撞击感度见表 2。
功能力偏低的原因之一，进一步的研究有待深入开展。 由表 2 可见 TKX‐50 原材料的最低撞击能（BAM 感度）
总体上看，尽管 TKX‐50 爆速高于 HMX，但其爆压和做 仅为 5 J，特性落高 H 为 16.6 cm，与 HMX 相当。由
50
功能力明显低于 HMX，与 RDX 相当。 图 3 及 表 2 可 见 ，表 面 包 蜡 处 理 后 的 样 品 TKX‐50‐W

Chinese Journal of Energetic Materials，Vol.27, No.11, 2019（902-907） 含能材料 www.energetic-materials.org.cn