RDX 塑性炸药的爆电耦合效应

刘 鹏，简昊天，张 秋，朱 朋，沈瑞琪

（1. 南京理工大学化工学院，江苏 南京 210094；2. 特种能源材料教育部重点实验室，江苏 南京 210094）

炸药ZND 模型认为爆轰波阵面有一定厚度，由极薄的前导冲击波和一定厚度的后继化学反应区组成，化学反应在反应区内进行并完成，冲击波和化学反应区以同一速度沿爆炸物向前传播。由于化学电离和热电离，爆轰波阵面处和化学反应区中会生成带电离子，这为爆电耦合效应（Explosion-electricity coupling，EEC）提供了一个基本条件。在炸药爆炸的过程中，给炸药的反应区中注入一定的外置电能，当大电流从导电的反应区流过时，将有一部分能量沉积到炸药的反应区中，与炸药本身的爆炸能量进行耦合，这部分能量可能通过焦耳加热，也可能通过更复杂的耦合形式来补充爆轰波能量，提升炸药输出威力。

1979 年，Toton[1]研究了均匀的电场和磁场对凝聚炸药定常爆轰的影响，选取TNT 作为凝聚炸药的代表，计算了焦耳加热对爆速和爆压的预期增益，理论上可以实现爆压最大增加12%和爆速增加6%。1999 年，Lee 等[2]研究了通过电能输入来提高炸药爆轰性能的可能性，向引爆的炸药提供5 kJ 的电能，实验结果表明，炸药爆速平均提高2.7%～3.2%，局部提高8.2%～10.4%。2013 年，Piehler 等[3]将储存的电能从160 kJ（5.5 kV）电容器组转移到爆炸反应爆轰前沿后面的导电区，实验装置的爆炸部分由两块铜板（50.00 cm × 2.54 cm × 1.27 cm）组成，铜板之间由不同厚度的PrimaSheet-1000 炸药层隔开，初步研究结果表明，在向反应区输入电能时，0.1 cm 厚炸药的爆速提高了约4.2%，0.2 cm 厚炸药的爆速提高了约2.6%。……