【摘 要】
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高技术武器要求同时具备高效的毁伤释能效率和低感度的特点,才能更好地适应恶劣的战场环境。高性能不敏感复合炸药可以融合复合成分的双重特性,既能保证能量输出,又能降低炸药感度。因此,开展高能不敏感复合微球的结构调控及性能研究,是提高炸药能量、保障炸药安全性的重要技术手段。3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱（DAAF）是一种环境友好型和安全性能优异的新型不敏感炸药。论文分别通过掺杂1,3,5-三硝基
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（No.22005275）； 装备预研兵器工业联合基金（No.6141B012896）； 装备预研重点实验室基金（No.6142020305号）；
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高技术武器要求同时具备高效的毁伤释能效率和低感度的特点,才能更好地适应恶劣的战场环境。高性能不敏感复合炸药可以融合复合成分的双重特性,既能保证能量输出,又能降低炸药感度。因此,开展高能不敏感复合微球的结构调控及性能研究,是提高炸药能量、保障炸药安全性的重要技术手段。3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱（DAAF）是一种环境友好型和安全性能优异的新型不敏感炸药。论文分别通过掺杂1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己烷（RDX）和1,1’-二氨基-2,2’-二硝基乙烯（FOX-7）,成功制备出DAAF/RDX和DAAF/FOX-7基复合高能不敏感复合炸药。具体研究内容如下:（1）为研究复合高能不敏感炸药的分子间结合能、力学性能和内聚能密度,采用分子动力学模拟,评估并确定了不同复合比例的DAAF/RDX基和DAAF/FOX-7基复合含能体系。结果表明:当复合体系中的DAAF含量逐渐减小时,体系的内聚能密度、范德华力以及静电力虽然会逐渐增加,但是增加到一定程度后则会逐渐降低,说明复合体系吸收的能量、体系感度先增大后减小,安全性呈现先提高后降低的规律。当复合体系中DAAF:RDX:F2602的比例分别为70:25:5、60:35:5和50:45:5时,DAAF/RDX的平衡体系具有更高的力学性能和内聚能密度。通过Urizar和Explo5方法,计算爆速分别为8101、8182和8264 m·s-1,爆压分别为29.98、30.68和31.28 GPa,这与传爆药PBXN-7的性能相当。因此,确定DAAF/RDX基复合含能体系中DAAF、RDX和F2602的比例分别为70:25:5、60:35:5和50:45:5。同理,确定了DAAF/FOX-7基复合含能体系中DAAF、FOX-7和F2602的比例分别为70:25:5、60:35:5和50:45:5。（2）分别利用自组装技术、机械球磨法和微流控技术三种不同的工艺制备出不同堆积形貌、不同复合比例的DAAF/RDX和DAAF/FOX-7复合含能粒子。样品的形貌特征和晶体结构特征通过扫描红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）进行测试表征;对样品的热分解特性、比表面积（BET）、机械感度以及堆积密度等性能进行了测试分析。研究结果显示:通过不同工艺制备的DAAF/RDX和DAAF/FOX-7复合含能粒子在形貌上存在较大差异,其中采用自组装技术制备的所有复合粒子表现出更加规则的形貌特征、粒子球形度高、粒径均匀、约为2μm;采用机械球磨法和微流控技术制备的所有复合含能粒子粒径分别约为300 nm和20μm;所有复合含能粒子的FT-IR和XRD测试结果表明,组分晶型和晶体结构保持不变;采用自组装技术制备的复合含能粒子的堆积密度分别提高了17%和11%,热稳定性都有所提高,具有更高的机械安全性。（3）基于自组装技术制备了不同质量比的DAAF/RDX基复合含能微球（70:25:5、60:35:5和50:45:5）。SEM和EDS测试结果表明,含能微球尺寸在400-600μm,粒径分布较窄,且表面F元素分布均匀,含量约为5%;DSC测试结果表明,含能微球表现出更好的热稳定性,且随着RDX含量的增加,稳定性相对逐渐降低。机械感度测试结果表明,氟橡胶的包覆作用提高了含能微球的机械安全性。（4）基于微乳液技术制备了不同质量比的DAAF/FOX-7基复合含能微球（70:25:5、60:35:5和50:45:5）。首先,研究了表面活性剂种类、含量、搅拌时间等因素对含能微球的形貌影响,获得了最佳制备工艺为聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作表面活性剂、PVP含量为0.15%、搅拌速率为400 r/min。其次,与常规水悬浮工艺相比,含能微球为成型性较好、颗粒表面光滑程度较高、颗粒粒径约为600μm、更小的休止角（26.3°）、更好的球形度和流散性。最后,含能微球的撞击感度和摩擦感度非常钝感,且烤燃实验的反应等级为燃烧,表明DAAF/FOX-7基复合含能微球具有更好的安全性。
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