纳米铝粉在炸药中的应用研究进展及趋势

摘要

铝粉是火炸药行业中最常用的金属燃料。相比微米铝粉，纳米铝粉的比表面积、反应活性和反应完全性都高得多。因此，将纳米铝粉应用于炸药中，无疑将改善炸药的反应完全性，增加炸药威力，提高弹药的毁伤效能。本文系统综述了纳米铝粉对爆轰性能、安全性能、工艺性能等多种炸药性能的影响。就爆轰性能而言，纳米铝粉可以提高混合炸药几乎所有的爆轰参数，包括爆速、爆热、空中爆炸的冲击波超压峰值、水下爆炸的总能量、燃料空气炸药的爆炸压力峰值和爆炸压力上升速率、金属加速能力、纵火能力、作功能力及猛度等，可以全方位提高混合炸药的毁伤效果。但是，由于部分研究者选用的纳米铝粉有效铝含量差异较大，常常得出不同的结论。就安全性能而言，纳米铝粉的引入提高了混合炸药的撞击感度、摩擦感度、冲击波感度、热感度等，显著降低了炸药的点火能，并且对常用炸药(如TNT、RDX、HMX、CL-20、NG、TATB等)热分解有促进作用，导致纳米炸药的引入对混合炸药的安全性能有不利影响；就工艺性能而言，在浇注固体炸药体系中，纳米铝粉增加了浇注固体炸药体系的粘度，降低了压装炸药体系中炸药药柱的密度，纳米炸药的引入恶化了混合炸药的工艺性能。本文指出，由于纳米铝粉的比表面积大、反应活性高，从制备到储存的各个环节极易氧化，造成纳米铝粉的有效铝含量急剧降低，是部分研究者得到错误结论的一个重要原因。因此，应深入研究纳米铝粉的制备方法和存储条件，使纳米铝粉在炸药中充分发挥效能。

关键词

金属材料 / 金属纳米粒子 / 火炸药