1-4　高威力炸药爆轰的固态产物

陈 权 恽寿榕 黄风雷

　　对高威力炸药梯恩梯(TNT)和黑索今(RDX)爆轰产生的固态碳产物, 进行结晶程度和微粒形貌研究，可为炸药爆轰过程固态碳产物的形成机理提供证据。将装药引爆后收集到的黑色粉末在真空中加热去除其中的热解物质，就得到了含无定形碳、石墨和金刚石微晶的爆轰灰，再经高氯酸等强氧化剂处理后，可得到灰色的超微金刚石粉末。用X射线衍射法(XRD)和高分辨透射电镜对样品进行分析。通过XRD对爆轰灰中石墨晶体的结晶程度即石墨化程度进行比较，发现装药在不同介质中引爆，得到的爆轰灰石墨化程度也不同；样品经部分氧化处理后，石墨化程度比处理前高得多，且接近理想石墨的晶体结构，考虑到XRD谱是样品中大量微晶共同衍射作用的平均结果并结合TEM观察，可以判定，爆轰灰XRD谱中石墨特征峰是接近理想结构的石墨和较无序石墨共同的衍射叠加，它们共同构成爆轰灰的两种石墨相。

　　通过高分辨率透射电镜观察，超微金刚石微晶为近似球形f　4～f 12nm的单晶，这些纳米晶体的晶格畸变达到0.2%~1%。对较大尺寸的金刚石微晶，若样品尚未经氧化处理，表面有明显的石墨化包覆层，这是由于爆轰产物膨胀过程中的冷却卸压作用造成的，并且上面有明显的类似融化痕迹的浅色缺陷带，在其它的样品上甚至发现了类似孪晶的两个微晶球粘连在一起的现象。这些现象都说明，金刚石微粒在形成过程中经历了液体状态。爆轰灰中的石墨晶体有结晶程度不同的两种形态，对应两种不同的生成条件，初步认为，一种生成于爆轰反应区中，一种生成于爆轰产物的稀疏膨胀过程中。从超微金刚石微粒的形貌可以证实，其形成过程经历了液态碳液滴的聚结长大。