HMX 晶體顆粒微結構的原位變溫X 射線小角散射

石 婧，劉佳輝，白亮飛，閆冠云，段曉惠，田 強

（1. 西南科技大學 環境友好能源材料國家重點實驗室，四川 綿陽 621010；2. 中國工程物理研究院化工材料研究所，四川 綿陽621999；3. 中國工程物理研究院核物理與化學研究所 中子物理學重點實驗室，四川 綿陽 621999；4. 西南科技大學 材料科學與工程學院，四川 綿陽 621010）

1 引言

小角散射（SAS）是表征炸藥內部納米尺度結構的重要技術手段。相比于電子顯微、光學顯微、X 射線成像等表征方法，SAS 技術探測的特征尺度更?。?.5～200 nm），同時具有測試結果統計性好、可定量、測量速度快、易于原位測試等優點，近年來受到含能材料領域學者的關注［1-10］。

Peterson 等［10］使用X 射線小角散射（SAXS）技術定量表征了高聚物黏結炸藥（polymer bonded explo?sives，PBX），PBX?9501（95% HMX，5%聚氨酯和添加劑）的納米孔洞尺寸與熱處理溫度的關系。Willey等［11］使用SAXS 技術和最大熵擬合方法獲得了三氨基三硝基苯（TATB）基PBX 內部的孔洞結構信息，發現交變溫循環后，尺寸分布在10～1000 nm 的孔洞數量顯著增加。Tian 等［12］使用SAXS 技術定量表征了六硝基六氮雜異伍茲烷（CL?20）晶體在溫度作用下比表面積和納米孔洞體積含量的變化。Willey 等［13］使用同步輻射SAXS 和X 射線成像等技術研究了PBX?9501 的熱損傷行為，發現在相轉變過程中，既有孔洞的產生，又有裂紋的愈合，損傷行為表現出非常復雜的演化過程。Mang 等［2］應用中子小角散射（SANS）技術研究了HMX 晶體顆粒在外力作用下的孔洞分布和比表面積的演化。Song 等［6］使用襯度調控SANS 技術研究了TATB 晶體顆粒的孔洞尺寸和分形結構。由此可見，SAS 技術對含能材料內部缺陷（孔洞、微裂紋）尺寸、數量以及界面面積的變化十分敏感，在含能材料的損傷行為研究中具有重要應用?！?br>