炸药损伤演化与反应机制研究

近年来国际冲击波物理与爆轰物理研究的显著变化主要表现在基础理论和实验方法的深化，从宏观层次向细观和微观层次扩展将是学科进一步发展的关键。非均质炸药在冲击波作用下形成热点是引发爆轰的主控机制，这一概念早已被人们普通接受，但是炸药细观结构响应十分复杂，从炸药损伤、热点形成到点燃周围炸药，直至发展到爆轰，其细节至今仍不够清楚。本项目以建立炸药损伤对反应机制影响研究的试验方法和测试技术为目的，拟采用人为预制损伤的PBX类炸药试样，开展瞬态光学高温计对损伤部位温度的测量工作，探索高速显微摄影技术，实时观测炸药损伤演化与反应过程，并结合细观模拟，获得炸药局部损伤与反应特性的机理性认识。

本项目提出了采用显微镜头、光纤传像、高速相机相结合的拍摄方法，发展了一种高速显微摄影技术，率先获得了固体炸药微孔洞(φ500 μm)动态塌陷的物理图像，获得了孔洞动态塌缩过程主要特征有：微粒飞溅、孔洞断裂、塌陷；初步建立了微秒级响应热电偶测温技术，温度测量范围0℃～1400℃，获得了冲击作用下预制孔洞动态塌陷的温升历程，当速度300m/s时，温度约为200℃左右，250m/s时，温度约为150℃左右；初步建立毫米级小尺寸炸药损伤演化及局部温升效应研究的试验方法。本项目发展的试验技术、建立的试验方法可为炸药安全性的机理研究、细观反应模型的建立、多尺度数值模拟提供重要技术支撑，获得的初步结果可为炸药安全性的机理分析提供参考。