馬晗曄，王雨時，王光宇

(南京理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，南京 210094)

早期各國在彈藥技術(shù)研究和研制方面，過于關(guān)注彈藥的毀傷能力，著重于其爆轟性能的提高，而在一定程度上忽視了安全性。在兩次世界大戰(zhàn)中由于炸藥較敏感而發(fā)生的事故屢見不鮮[1]，這些意外事故帶來的損失不亞于戰(zhàn)爭帶來的破壞，不僅造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，還直接削弱了己方戰(zhàn)斗力，甚至?xí)绊懙秸麄€戰(zhàn)斗、戰(zhàn)役或戰(zhàn)爭的勝負(fù)，給很多國家?guī)響K痛的教訓(xùn)。

因此以美國為首的西方國家開始研究彈藥不敏感技術(shù)，許多軍事大國規(guī)定新型彈藥必須滿足不敏感性能要求，即從炸藥、引信和彈藥系統(tǒng)等方面實現(xiàn)不敏感[2]。20世紀(jì)80年代，不敏感炸藥的出現(xiàn)和應(yīng)用在炸藥的發(fā)展史上是一次重大變革。不敏感炸藥應(yīng)對于加熱、撞擊、彈藥攻擊等劇烈的外界刺激表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性[22]。發(fā)展不敏感彈藥，應(yīng)用不敏感炸藥，對當(dāng)前武器發(fā)展具有重大意義。本文將介紹不敏感炸藥技術(shù)，將其分類為傳統(tǒng)型不敏感炸藥和新型不敏感炸藥。了解這些不敏感炸藥的性能、應(yīng)用以及發(fā)展趨勢，對于提升我國不敏感炸藥的綜合性能和開展不敏感彈藥及其引信的研制具有一定的參考意義。

1 含能材料降感技術(shù)

英國學(xué)者Bowden[3]在1954年提出了熱點理論?，F(xiàn)如今熱點理論已成為國內(nèi)外學(xué)者研究含能材料受外界能量刺激后起爆機(jī)理的主要理論，包括含能材料在受到外界能量作用后熱點的形成、熱點間的相互作用以及爆炸的形成過程[4]，即含能材料受到外來能量刺激時熱點溫度的升高及由此引起的爆炸。熱點是由含能材料粒子間的孔隙在結(jié)晶過程中粒子內(nèi)部的氣泡及裂痕引起的[5]，當(dāng)前熱點理論中的研究模型主要是球?qū)ΨQ圓環(huán)模型。

實現(xiàn)炸藥不敏感化即炸藥鈍感化，最根本的方法是含能材料降感。含能材料感度是指在遭受起爆能的刺激下發(fā)生激發(fā)和爆炸反應(yīng)的難易程度[7]。一般含能材料的感度都很高，因此使用含能材料的彈藥極易發(fā)生安全性事故。為了在制備高品質(zhì)彈藥的同時提高武器彈藥的安全性，含能材料降感就顯得格外重要。目前國外研究降感機(jī)理與降感方法主要是注重于如何減少熱點的產(chǎn)生、降低熱點溫度以及防止熱點在產(chǎn)生以后繼續(xù)蔓延而引發(fā)爆炸發(fā)生等方面[8]。

2 傳統(tǒng)型不敏感炸藥

傳統(tǒng)型不敏感炸藥由高能炸藥作為主體炸藥[13]，以不敏感添加劑作為不敏感助劑，采用合適的工藝制備而成。目前軍用高能炸藥主要有黑索今、奧克托今、梯恩梯等。本節(jié)依炸藥主要成分分類，分別介紹以其為基的不敏感炸藥。

2.1 黑索今基不敏感炸藥

黑索今的威力大約是梯恩梯的1.5倍，呈無色結(jié)晶體，有毒，一般用于填充各種戰(zhàn)斗部?，F(xiàn)代炮彈彈丸中使用的混合炸藥主要成分就是黑索今[12]。

以黑索今為基的聚合物粘結(jié)炸藥，分別用壓裝、澆鑄、擠壓工藝裝填，是不敏感彈藥中重要的一類[15]。聯(lián)合空面防空區(qū)外導(dǎo)彈(JASSM)是美國第一種符合不敏感彈藥標(biāo)準(zhǔn)和危險等級的彈藥[9]，其裝藥AFX-757就是由25%黑索今/33%球形鋁粉/30%高氯酸銨/12%端羥基聚丁二烯、己二酸二辛酯混合制成的[15]，端羥基聚丁二烯、己二酸二辛酯起到聚合物增塑劑/固體添加劑的作用。美國PBXN-109炸藥和PBXN-111炸藥的成分都是黑索今添加鈍感劑，它們是美國最早定型的澆注固化炸藥[17]，其關(guān)鍵技術(shù)在于加入了可在熱氣體中燃燒的鋁粉，已成為美國海軍最具有代表性的爆破、殺傷戰(zhàn)斗部裝藥[18]。PBXN-109用于Mk-80系列通用炸彈、BLU-109/B侵徹戰(zhàn)斗部和企鵝反艦導(dǎo)彈中。表1列出典型黑索今基不敏感炸藥的配方[16]。

表1 典型黑索今基不敏感炸藥配方[16]

在2003年，文獻(xiàn)[15]指出美國陸軍M107/M795型155 mm炮彈炸藥裝藥用MNX-194是一種以石蠟為粘結(jié)劑的黑索今熔鑄炸藥，用以替代原有裝藥梯恩梯，不敏感性滿足STANAG4107要求，可以用作空軍戰(zhàn)斗部裝藥，是MK系列炸彈中替代梯恩梯的候選炸藥[18]。美國陸軍正在考慮開發(fā)幾種新的不同成分的鈍感炸藥。其中一種成分由2,4-二硝基甲酰肼鋅和黑索今組成[20]。2,4-二硝基甲酰肼鋅能夠在黑索今中產(chǎn)生足夠的氣體，在黑索今被引爆之前會破壞彈藥，從而實現(xiàn)彈藥的不敏感化[16-18]。表2歸納了黑索今基不敏感炸藥的性能與用途。

表2 黑索今基不敏感炸藥性能與用途[13-20]

2.2 奧克托今基不敏感炸藥

奧克托金(HMX)是目前軍用綜合性能最好的一種炸藥，其威力和穩(wěn)定性都比梯恩梯高，但造價比較昂貴，大概是梯恩梯的15到20倍[6]。

以奧克托今為基的聚合物粘結(jié)炸藥，同樣是不敏感彈藥中重要的一類。作為主裝藥的美國不敏感混合炸藥RX-26-AF[20]和PBX-9503[21]就是由奧克托今、不敏感單質(zhì)炸藥三氨基三硝基苯和少量粘結(jié)劑混合制成的。不敏感混合炸藥B-2214是法國導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部裝藥，由奧克托今、不敏感炸藥3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮和少量惰性粘結(jié)劑混合制成[22]。

不敏感混合炸藥PAX-2A[3]是美國陸軍第一種兼具高能量特性和不敏感特性的炸藥，由奧克托今、雙縮甲醛/雙縮乙醛的低共融物和乙酸丁酸纖維素混合制成。PAX-2A現(xiàn)已用于海爾法導(dǎo)彈、標(biāo)槍導(dǎo)彈、155 mm口徑薩達(dá)姆炮彈等[15]。美國的PAX-3以奧克托今為基，是在PAX-2A炸藥基礎(chǔ)上加入了鋁粉。PAX-2A、PAX-3、PBX9501炸藥組分質(zhì)量配比見表3。

表3 PAX-2A、PAX-3、PBX9501炸藥配方比[21]

勞倫斯·利物莫爾實驗室[22]研發(fā)了多種LX系列壓裝炸藥，其中以奧克托今為基的有LX-14。LX-14在M303多用途子彈爆炸成形戰(zhàn)斗部中得到應(yīng)用，使爆炸成形彈丸的飛行速度比單純應(yīng)用奧克托今時增大了11%[22]。PAX-3、PAX-2A、LX-14炸藥的爆炸性能見表4所示。

表4 PAX-3、PAX-2A、LX-14炸藥性能[22]

PBXN-135是美國海軍另一種典型高能不敏感炸藥，由奧克托今、鋁粉和端羥基聚丁二烯組成，通過了所有不敏感爆炸物隔板試驗，裝填于BLU-118B鉆地炸彈[24]。表5歸納了奧克托今基不敏感炸藥的用途[18-22]。表6列出了幾種美國典型奧克托今基不敏感炸藥配方[14]。

表5 奧克托今基不敏感炸藥的用途[18-22]

表6 美國典型奧克托今基不敏感炸藥配方[14]

國外以黑索今、奧克托今為基的聚合物粘結(jié)炸藥代表性配方有PBXW115、KS57、CPX200、ORA86、PBXW114、RH- 40等，其中RH- 40[24]耐過載能力大于18 kg。這些炸藥滿足不敏感彈藥的部分要求或全部要求。

表7歸納了其他黑索今、奧克托今基不敏感炸藥的用途。

表7 黑索今、奧克托今基不敏感炸藥用途[22-24]

2.3 六硝基六氮雜異伍茲烷(CL-20)基不敏感炸藥

六硝基六氮雜異伍茲烷又稱為CL-20，是一種籠形多環(huán)硝胺，其輸出能量要比奧克托今高出10%～15%，是目前世界上可實用的能量最高、威力最大的炸藥，爆速可達(dá)9 600 m/s[26]。由美國海軍武器研究中心Nielsen博士[21]在1987年首次合成。CL-20基混合炸藥的撞擊感度與奧克托今基配方差不多。目前CL-20降感技術(shù)有兩種，一種是共晶體降感，另一種是包覆降感[24]。

美國陸軍坦克機(jī)動車輛武器研究發(fā)展工程中心與聚硫橡膠推進(jìn)公司的研究人員合作研制出新型含鋁CL-20基PAX系列壓裝炸藥[21]。其中PAX-11與PAX-29成分相同，都是CL-20、鋁粉和添加劑，但組成比不同，見表8。PAX-11與PAX-29用于多用途反裝甲戰(zhàn)斗部和高爆戰(zhàn)斗部，主要用來打擊重裝甲和城市目標(biāo)[25]。

表8 美軍PAX-11、PAX-29炸藥組分[25]

LX系列壓裝炸藥中的LX-19以CL-20為基，也應(yīng)用在M303多用途子彈爆炸成形彈丸裝藥中，使爆炸成形彈丸的飛行速度比應(yīng)用奧克托今的LX-14增加了13%[22]。法國SNPE公司研制出一種含CL-20的澆注炸藥，藥漿粘度低，工藝性好，且滿足美軍標(biāo)MIL-STD-2105C鈍感炸藥要求[26]。在高速制導(dǎo)戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈和高速彈道導(dǎo)彈火箭發(fā)動機(jī)中，有可能采用CL-20基推進(jìn)劑[27]。表9列出了CL-20基不敏感炸藥的性能及其應(yīng)用。

表9 CL-20基不敏感炸藥性能與應(yīng)用[25-26]

2.4 2,4-二硝基苯甲醚基不敏感炸藥

2,4-二硝基苯甲醚外觀為無色(或黃色)針狀或單斜晶體，微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯等多數(shù)有機(jī)溶劑[28]，其性能指標(biāo)見表10[29]。

表10 2,4-二硝基苯甲醚的性能指標(biāo)[29]

2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)于1849年首次合成，在第二次世界大戰(zhàn)中首次被應(yīng)用到彈藥中，裝填于德國V-1火箭和Amatol60/40彈中[30]。DNAN已開始工業(yè)化生產(chǎn)，得率高于80%。由于DNAN能量較低，第二次世界大戰(zhàn)后很長一段時間內(nèi)無人問津。但隨著對不敏感彈藥要求的提高，DNAN優(yōu)良的鈍感性引起了廣泛關(guān)注。DNAN的感度與梯恩梯對比見表11[30]，PAX配方及威力水平對比見表12所示。

表11 DNAN與梯恩梯感度[30-32]

表12 PAX配方及威力水平[30]

IMX-101是美國霍斯頓陸軍彈藥廠研制的一種低成本DNAN基不敏感炸藥，2010年替代梯恩梯裝填于1 200枚M795式155 mm榴彈中，2011年大規(guī)模生產(chǎn)并裝備于陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊[31]。2010年至2012年，美國陸軍先后完成了IMX-104系列不敏感彈藥定型試驗、100 mm口徑迫擊炮實彈系統(tǒng)鑒定以及60 mm、120 mm口徑迫擊炮實彈系統(tǒng)鑒定[8]。IMX-101和IMX-104滿足不敏感性能要求，可用于代替B炸藥，已實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)[32]。表13為IMX-101與IMX-104炸藥的組成與應(yīng)用。

表13 兩種DNAN基炸藥配方與應(yīng)用[8]

2.5 梯恩梯基不敏感炸藥

梯恩梯呈黃色粉末狀，其安全性和穩(wěn)定性比較好，即使被子彈擊中也不會爆炸，是第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束之前世界上性能最好的炸藥。普遍用于各種炮彈中，至今在軍事領(lǐng)域中還擁有著不可替代的作用[33]。

從2006年開始，有文獻(xiàn)[32-34]相繼報道美國制備出了一種鈍感梯恩梯，命名為i-TNT，并用它配制出了PAX- 44炸藥，用于M795型155 mm炮彈裝藥。從這些文獻(xiàn)看[32-34]，鈍感梯恩梯由梯恩梯與性能降感添加劑組成，梯恩梯/性能降感添加劑質(zhì)量比為80/20[34]。

用鈍感梯恩梯配制的PAX- 44用于M795型155 mm炮彈裝藥的測試表明，性能降感添加劑能明顯降低起爆刺激、槍彈撞擊、聚能裝藥射流撞擊感度，而炸藥的性能沒有明顯降低。在81 mm口徑迫擊炮彈中的試驗表明耐慢速烤燃和耐殉爆能力在一定程度有所改善[33-34]。

2.6 小結(jié)

在傳統(tǒng)型不敏感炸藥方面，合適的鈍感劑加入量能夠保證鈍感效果，并充分保證火藥具有燃燒漸增性；鈍感劑加入量不同，鈍感效果也不同，合理選擇鈍感劑加入量能有效改善鈍感效果。鈍感劑加入方式對鈍感效果的影響復(fù)雜；合理的加入方式有利于改善鈍感效果[36]。

3 新型不敏感炸藥

新型不敏感炸藥包括不敏感單質(zhì)炸藥和以不敏感單質(zhì)炸藥為基的混合不敏感炸藥。目前已經(jīng)使用的不敏感單質(zhì)炸藥有硝基三唑和三氨基三硝基苯兩種，目前在研尚未使用的不敏感單質(zhì)炸藥有不敏感黑索今、1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物等多種。

3.1 硝基三唑

硝基三唑是鈍感高能炸藥，穩(wěn)定性好，適用于多種裝藥工藝，如熔鑄和壓裝等。硝基三唑的爆速為8 670 m/s(1.93)、7 955 m/s(1.816)，撞擊感度為2%，摩擦感度為6%，沖擊波感度為21.2 mm，真空安定性為0.3 mL/g(120 ℃ 48 h)[37-39]。

以硝基三唑為基的不敏感炸藥主要有B2214、B3017和B2248等。美國等發(fā)達(dá)國家已在常規(guī)兵器中裝用了硝基三唑(見表14)。以梯恩梯和硝基三唑為主要成分的AFX-644已應(yīng)用于鈍感通用航空炸彈[39]。法國GIAT公司155 mm LU211型榴彈用炸藥裝藥也是以硝基三唑為基的炸藥，其成分為30%梯恩梯、40%硝基三唑、20%鋁粉和10%石蠟[40]。美國洛斯阿拉莫斯實驗室還用硝基三唑與粘結(jié)劑制備塑料粘結(jié)炸藥，研究硝基三唑與梯恩梯的配方以及硝基三唑與黑索今、奧克托今和粘結(jié)劑的配方[40]。梯恩梯系列的TNTO2[43]以硝基三唑為基，混合了梯恩梯、鋁粉等成分。

表14 硝基三唑基不敏感炸藥的用途[41-42]

3.2 三氨基三硝基苯

20世紀(jì)80年代以來，三氨基三硝基苯(TATB)已逐步在核武器和常規(guī)兵器中推廣應(yīng)用，逐步實現(xiàn)武器裝備的低易損化。三氨基三硝基苯的爆速為8 000 m/s(1.94)、7 657 m/s(1.882)，撞擊感度摩擦感度均為0，沖擊波感度為28 mm，真空安定性為0.5 mL/g(120 ℃48 h)[37-39]。

TATB是美國能源部唯一批準(zhǔn)的能量較高、感度較低的安全炸藥，對撞擊、摩擦、槍擊等意外刺激非常鈍感，美國絕大部分的核彈頭都使用了以TATB為基的高聚物粘結(jié)炸藥，如LX-17和PBX9502。在對能量和安全性要求比較高的場合，TATB被當(dāng)作活性鈍感劑與高能量密度材料制成混合炸藥，這樣在提高能量的同時也保證了安全性[45]。TATB的含氯量對其熱安定性有顯著影響[46]，從20世紀(jì)70年代末期開始，國內(nèi)外開始無氯TATB的合成研究。美國海軍空戰(zhàn)中心的Nielsen[47]等人于1979年報道了一種制備方法，反應(yīng)得到TATB，收率達(dá)95%。1980年，美國海軍部的Atkin等人以梯恩梯為原料，反應(yīng)得到了TATB，并申請了專利[48]。另外，研究表明適當(dāng)比例的TATB與硝胺炸藥混合能使其安全性能得到大幅度提高[49]。但從目前的鈍感彈藥研制來看，以TATB為主要成分的傳統(tǒng)鈍感炸藥雖然具有較好的低易損性，但是其能量僅相當(dāng)于奧克托今的65%[40]。

3.3 不敏感黑索今

通過物理、化學(xué)等方法可使黑索今、奧克托今等單質(zhì)炸藥降感[74]。如采用重結(jié)晶、球磨等方法，可將高能炸藥納米化，進(jìn)而獲得不敏感特性[50]。但這種不敏感炸藥成本較高，且壓裝過程中晶型可能會遭到破壞，進(jìn)而無法實現(xiàn)不敏感化[74]。

法國SNPE公司是國際上第一個采用降感方式處理得到不敏感黑索今(i-RDX)的公司[50]。I-RDX/Addi密度為1.769 g/cm3，爆熱為6 025 kJ/kg，爆速為8 741 m/s，該不敏感炸藥現(xiàn)已用于混合炸藥HBU-88B和B2213A中，HBU-88B爆速為8 180 m/s，爆壓與B炸藥相當(dāng)，該炸藥已被考慮用于其他彈藥系統(tǒng)，包括美軍120 mm口徑迫擊彈[51]。2000年以后，鈍感黑索今和鈍感奧克托今研制成功，其沖擊波感度相比于一般澆鑄聚合物粘結(jié)炸藥降低30%左右[50]。

2000年5月美國國防部啟動了評價SNPE公司不敏感黑索今(i-RDX)的計劃，這種不敏感黑索今的不敏感性得到證實，這意味著加速普通彈藥的不敏感化有了較好的基礎(chǔ)[52]。美國陸軍還開發(fā)了一種鈍感彈藥用炸藥裝藥，由SNPE公司和DynoNobel公司制造的三種不同的減敏黑索今(RS-RDX)粉末組成[52]。在該配方中，通過比較它們與普通黑索今粉末的區(qū)別，確定減敏黑索今粉末的性質(zhì)，最終篩選出了最佳減敏黑索今粉末[51]。

3.4 1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯

1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯是一種硝基化合物，又稱FOX-7。瑞典國防研究院FOA高能材料研究所[53]和美國都合成出了該化合物。FOX-7的感度低于黑索今，而性能與黑索今相當(dāng)，預(yù)測其能量為奧克托今的85%～90%，F(xiàn)OX-7與聚合物相容性好，具有較高的分子穩(wěn)定性，可作為理想的不敏感炸藥候選物，還可作為B炸藥(黑索今/梯恩梯60/40)的替代物[54]。

FOX-7不敏感單質(zhì)炸藥的密度為1.885 g/cm3，生成熱ΔHf為-133 kJ/mol，計算爆速為8 870 m/s，撞擊感度(H50)為126 cm，摩擦感度為大于350 N[54]，活化能[55]Ea=234 kJ/mol可見FOX-7的不敏感性較好，熱穩(wěn)定性也較好。

目前，瑞典FOX-7的制備已擴(kuò)大到了中試規(guī)模，每批生產(chǎn)7 kg、每天生產(chǎn)兩批。瑞典的NEXDLO Bofors公司準(zhǔn)備將FOX-7的生產(chǎn)擴(kuò)大到工業(yè)規(guī)模[55]。另外，瑞典已研制了FOX-7和粘結(jié)劑的澆注成型炸藥配方[55-56]，含能粘結(jié)劑體系由聚縮水甘油硝酸酯(polyG-LYN)、N-正丁基-N-(2-硝氧基乙基)硝胺(BuNENA)、4,4′-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(H21MDI)組成，配方對摩擦不敏感，熱穩(wěn)定性好。FOX-7在不敏感彈藥中應(yīng)用前景良好。

3.5 2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物又稱LLM-105。1993年，在美國勞倫斯·利弗莫爾國家試驗室[57]首次合成，隨后德國和英國也合成出了該化合物。LLM-105性能介于奧克托今與三氨基三硝基苯之間，其爆壓33.4 GPa，爆速 8 560 m/s，撞擊感度28.7 J，摩擦感度>360 N，靜電感度 1.02 J，密度為1.913 g/cm3。它是一種熱穩(wěn)定性好、爆速低的不敏感炸藥。美國勞倫斯·利弗莫爾國家試驗室的試驗[57]表明在熱穩(wěn)定性和撞擊感度方面LLM-105接近于三氨基三硝基苯，優(yōu)于黑索今和奧克托今。

美國勞倫斯·利弗莫爾國家試驗室[59]研究了幾種LLM-105塑料粘結(jié)炸藥配方，其中RX-55-AE配方為97.5%LLM-105、2.5%聚合物增塑劑。安全性試驗和Floret試驗表明RX-55-AE能量超過超細(xì)三氨基三硝基苯配方，表明LLM-105是一種有應(yīng)用前景的高性能不敏感炸藥。

LLM-105熱穩(wěn)定性好、爆速低，綜合性能優(yōu)異，尤其是在抗高過載的鉆地彈藥中具有巨大的應(yīng)用潛力[60]。LLM-105有望工業(yè)化生產(chǎn)，專家建議用做傳爆藥或主裝藥。

3.6 其他新型不敏感炸藥

除此之外，還有其他新型高能鈍感炸藥。

1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑[52]的熔點為82 ℃，非常接近梯恩梯，這意味著1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑可用做熔鑄炸藥的配方。而且1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑能量比梯恩梯更高，因此韓國國防開發(fā)局認(rèn)為1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑?qū)⑹翘娲荻魈莸膬?yōu)選物。

2,4,6-三(3’,5’-二氨基-2’- 4’,6’-三硝基苯胺)-1,3,5-三嗪[63]，又稱PL-1，是印度高能材料研究實驗室開發(fā)的雜環(huán)化合物，具有優(yōu)良的不敏感性和熱穩(wěn)定性。PL-1對摩擦和撞擊不敏感，摩擦感度約952.8 N，PL-1性能優(yōu)于熱穩(wěn)定性炸藥PYX，PL-1的綜合性能與三氨基三硝基苯相當(dāng)。

4-氨基-3,5-二硝基吡唑，又稱LLM-116[63]，是美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室合成的，是已知含有氨基和硝基的五元雜環(huán)中密度最高的，預(yù)測其能量是奧克托今的90%。

5-氨基-3-硝基-1H-1,2,4-三唑[68]，又稱ANTA，是一種綜合性能良好的鈍感單質(zhì)炸藥，也是合成其他重要含能材料的中間體，在含能材料領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。目前，ANTA的合成方法較多,但存在反應(yīng)后處理復(fù)雜、產(chǎn)率較低等問題。

4-氨基-5-硝基-1,2,3-三唑[67]，又稱ANTZ，分解點297℃，比ANTA熱穩(wěn)定性好，對火花和摩擦不敏感。ANTZ與氯代硝基芳烴反應(yīng)能生成一系列ANTA替代物。

4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧雜- 4,10-二氮雜四環(huán)[5.5.0.05.9.03.11]十二烷，又稱TEX[61]。TAX已研究多年，可用廉價材料合成，美國ATK公司聚硫推進(jìn)部[61]準(zhǔn)備將TEX合成擴(kuò)大到75升反應(yīng)器規(guī)模。但是，前捷克斯洛伐克學(xué)者[62]認(rèn)為盡管TEX的很多性能表現(xiàn)適宜做低易損炸藥，但是TEX還沒有得到實際應(yīng)用，主要原因是TEX感度略高，在裝藥含量相同條件下，TEX的炸藥性能不如硝基三唑配方。

3,3’-二氨基- 4,4’-氧化偶氮呋咱(又稱DAAF)和3,3’-二氨基- 4,4’-偶氮呋咱(又稱DAAzF)[52]由俄羅斯首次合成，美國洛斯阿拉莫斯實驗室最近也合成成功。這兩種含有氨基的呋咱衍生物不太敏感，還能提供合適的氧平衡。DAAF的沖擊感度與奧克托今相似。DAAzF的爆速和爆壓低于DAAF，能量略高于六硝基茋，具有熱穩(wěn)定性好，對撞擊、摩擦和電火花都不敏感的特點。為了解決三氨基三硝基苯配方安全性差的問題，美國研制了50%DAAzF和50%三氨基三硝基苯的炸藥配方。在藥柱直徑分別為0.5英寸、0.25英寸條件下，檢測了其爆速與密度之間的關(guān)系，預(yù)測的DAAzF/三氨基三硝基苯的性能優(yōu)于質(zhì)量配比相同的三氨基三硝基苯/六硝基茋的性能[52]。

3,3’-偶氮二(6-氨基-1,2,4,5-四氮烯)，又稱DAAT[63]，是一種富氮化合物，具有不尋常的熱穩(wěn)定性，對摩擦和撞擊不敏感。DAAT的合成分六步，總產(chǎn)率超過20%。盡管DAAT反應(yīng)步驟多，但是制備不太難，可以很容易地在多克量規(guī)模制備DAAT，DAAT有潛力用做新型含能材料。

N-脒基脲二硝酰胺鹽，稱FOX-12[66]，是FOX-7外又一種硝基化合物，也能制備成不同的炸藥配方。目前瑞典、俄羅斯、法國對新型鈍感高能材料FOX-12的性能及應(yīng)用展開了研究，取得了一定成果，瑞典在這方面處于領(lǐng)先[65]。

1,3,3-三硝基氮雜環(huán)丁烷，又稱TNAZ，是美國研發(fā)出的熔注炸藥新基體[67]。TNAZ具有熱穩(wěn)定性優(yōu)異、能量高、熔點低、不吸濕的特點，但TNAZ的合成步驟多、得率低，目前尚無法進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)[60]。

目前正在試制的高能離子鹽哈托[64]，其能量與奧克托今相當(dāng)，感度則遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于奧克托今，具有較好的應(yīng)用前景。

近年來多硝基吡啶及其氮氧化物受到國外廣泛關(guān)注。Ritter和Licht[68]通過實驗得到了一種新型炸藥，其結(jié)構(gòu)與三氨基三硝基苯相似，是潛在的高能鈍感炸藥候選化合物。

表15 部分新型不敏感炸藥[72-77]

3.7 小結(jié)

新型不敏感炸藥能夠從本質(zhì)上解決炸藥對外界各種刺激的不良反應(yīng)，穩(wěn)定性高，裝藥工藝簡單。應(yīng)對不同的環(huán)境，如：高溫、殉爆、破片打擊等，可選擇不同類型的新型不敏感單質(zhì)炸藥。從上文介紹來看，硝基三唑和三氨基三硝基苯是目前應(yīng)用最為廣泛的兩種炸藥，F(xiàn)OX-7是目前應(yīng)用前景最好的新型不敏感單質(zhì)炸藥。

4 結(jié)論

無論是利用傳統(tǒng)技術(shù)改進(jìn)還是研制新型不敏感炸藥，對于炸藥的降感都有顯著效果，但同時也存在一些問題。傳統(tǒng)型不敏感火炸藥的優(yōu)點是研制簡單，應(yīng)用廣泛，缺點是對裝藥工藝要求高；降低了炸藥能量。新型不敏感火炸藥的優(yōu)點是穩(wěn)定性、應(yīng)用性更好，缺點是研制復(fù)雜；降低了炸藥能量。

無論是傳統(tǒng)型不敏感炸藥還是新型不敏感炸藥，在降低感度的同時，也降低了炸藥的能量。因此不敏感彈藥的發(fā)展趨勢就是讓混合炸藥在擁有不敏感特性的同時，也保有其高能量特性。并且多年來，科研人員雖不斷嘗試開發(fā)出新的含能材料，但能夠?qū)嵱玫膮s少之又少，成本過高是其無法大規(guī)模使用推廣的重要原因。因此盡可能降低其成本，應(yīng)是不敏感炸藥發(fā)展的另一重要方向。