【摘要】 这一结果非常有助于解释为什么随着AP颗粒尺寸的减小，推进剂的燃烧速率和燃料空气炸药（FAE）的猛烈度提高，并且这些AP基含能材料的敏感性提高。

使用 G2 pro 台式扫描电子显微镜观察高氯酸铵 (AP) 颗粒在电子能下的分解过程。

 

使用S-4800II场发射扫描电子显微镜（FESEM）观察并记录AP颗粒开始分解并在其表面出现裂纹的状态，并使用Image Pro Plus（IPP）系统获得该颗粒的投影面积FESEM图像中分解的AP颗粒，并计算AP颗粒的临界分解能。结果表明，临界分解能随着AP粒径的减小而降低。特别是当AP粒径约在20μm以下时，临界分解能急剧下降，若在3μm以下，则临界分解能很小。

 

这一结果非常有助于解释为什么随着AP颗粒尺寸的减小，推进剂的燃烧速率和燃料空气炸药（FAE）的猛烈度提高，并且这些AP基含能材料的敏感性提高。此外，该方法[1]还可用于直观地计算其他晶体材料的临界分解能。

 

采用工作电压固定为15 kV、工作电流固定为10 μA的S-4800II场发射扫描电子显微镜（FESEM）来观察和记录AP颗粒的临界分解状态。特定尺寸粒子受电子能量影响的时间固定为3秒。

 

当特定尺寸的AP颗粒在特定放大倍数下开始分解并在其表面出现裂纹时，FESEM将捕获并记录临界分解状态。如果所选粒子没有分解，这意味着其表面没有出现裂纹，则选择另一个相同尺寸的粒子并在更高放大倍数下受到电子能量的影响。逐步增加放大倍数，直至特定尺寸的AP颗粒表面出现裂纹，然后捕获并记录其临界分解状态。

 

这样，影响投影面积的放大倍数和 AP 粒子接受的电子能量是固定的。利用FESEM可以观察和记录AP颗粒的临界分解状态，并根据所介绍的方法直观地计算出临界分解能。

 

临界分解能随着AP粒径的减小而降低，这与TG-DSC曲线计算的活化能的变化趋势一致。当AP粒径小于3μm时，临界分解能很小。基于直观计算的临界分解能可以解释AP基含能材料的燃烧速率、猛度或敏感性与AP粒径之间的变化规律。基于该方法有望获得其他晶体材料的临界分解能。

 

[1]H. Singh , J. Upadhyay , D. Chimurkar , V. Ghorpade , A. Kotbagi , A. Kumar , A. Kumar and M. Gupta , Propellants, Explos., Pyrotech., 2013, 39 , 180 —184

 

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