碳纖維對(duì)塑料粘結(jié)炸藥力學(xué)性能的影響

李文祥，趙省向，邢曉玲,刁小強(qiáng)

（西安近代化學(xué)研究所，陜西 西安 710065）

高聚物粘結(jié)炸藥也稱塑料粘結(jié)炸藥（PBX），隨著現(xiàn)代武器的發(fā)展，要求PBX具有更好的力學(xué)性能，以抵抗運(yùn)輸中的顛簸震動(dòng)、武器發(fā)射過程中的振動(dòng)沖擊和過載要求，以及存儲(chǔ)過程中環(huán)境的溫差變化引起的熱沖擊和熱應(yīng)力釋放等[1]。因此，提高PBX的力學(xué)強(qiáng)度對(duì)拓寬其使用范圍和提高使用壽命有重要意義。

溫茂萍等人采用平面斷裂韌度試驗(yàn)[2]、壓縮疲勞特性試驗(yàn)[3]等方法研究了高聚物粘結(jié)炸藥藥柱的宏觀力學(xué)性能與老化的關(guān)系；周紅萍[4]等人研究了高聚物粘結(jié)炸藥在熱壓成型過程中的殘余應(yīng)力測(cè)試方法，以及應(yīng)力消除的方法，對(duì)藥柱的壓制成型工藝具有指導(dǎo)意義。但是，這些研究主要集中在炸藥力學(xué)性能的測(cè)量及力學(xué)性能和老化關(guān)系上，并沒用揭示如何有效地提高PBX的力學(xué)性能。

碳纖維[5]作為一種新型的復(fù)合材料基體增強(qiáng)材料，可以和高聚物、樹脂、金屬、陶瓷、碳、玻璃等復(fù)合，制備具有高模量、高強(qiáng)度、耐腐蝕、抗疲勞、低熱膨脹系數(shù)等眾多優(yōu)異性能的復(fù)合材料。本文將碳纖維添加到PBX炸藥中，研究碳纖維含量和粘結(jié)劑種類對(duì)PBX力學(xué)性能的影響，初步探索了新型增強(qiáng)材料碳纖維在改善炸藥力學(xué)性能、拓展炸藥應(yīng)用范圍等方面的可行性。

1 CF增強(qiáng)原理

從材料學(xué)角度，PBX是一類以高聚物粘結(jié)劑為連續(xù)相、高能炸藥為分散相的兩相復(fù)合材料。藥柱的力學(xué)性能主要取決于高分子粘結(jié)劑的力學(xué)性能以及兩相之間粘結(jié)的緊密程度[6]。……