TATB基PBX纳米孔隙的正电子湮没寿命谱

和聚合 物 的研 究 中具 有 广泛 的应 用
， 在 含能 材 但
料 领 域 应 用 还 很 少 。 Ｈ ｗ ｌ等 使 用 Ｐ Ｌ ｏ ｅｌ Ａ Ｓ研 究 了 ＴＴ Ａ Ｂ基 Ｐ Ｘ的 孑 隙 分 布 ， 敬 明 等 … 采 用 Ｐ Ｌ Ｂ Ｌ 李 Ａ Ｓ研 究 了热处 理 前后 Ｔ Ｔ Ａ Ｂ基 Ｐ Ｘ 孔 隙 的 变 化 。 本 研 究 Ｂ
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ｃ ｎ ｅ ｈａ ｎ １
２０ ００
２０ ２０
２ ２ 实 验 ．
图 １ Ｐ Ｘ及 其 两 组 分 寿命 谱 Ｂ
Ｆｇ． ｉ １ Ｓｐ ｔａ ｏｆＰＢＸ ａｎ ｉ ｗ ｏ ｃ ｅｃ ｒ ｄ ｔ ｔ ｏｍ ｐ ｓ ｏｎｅｎ ｓ ｔ
选 取 密 度 约 １ ９ ｇ ・ ｍ 的 Ｐ Ｘ、 Ａ Ｂ、 橡 胶 ． ｃ Ｂ Ｔ Ｔ 氟
中 图分 类 号 ：Ｔ５ Ｊ ５；０５ ２ ７ 文 献 标 识 码 ：Ａ ＤＯＩ ３ ６ ｊ ｉ ｎ １ ０ — ９ ． ０ ． ２ ０１ ：１ ９ ９／．ｓ ． ６ ９ ４１ ２ １ Ｏ ． ０． ｓ ０ １ ７
辨 能力使 其成 为表征纳 米孔 隙的首选 方法 。
１ 引 言
２Ｏ Ｏ
杨 仍 才 ，田勇 ， 伟 斌 ， 宇 张 杜
文 章 编 号 ：１ ０ ９ ４１ ２ １） ２—２ ０—４ ０ ６—９ （ ０１ ０ ０ ０ ０
ＴＴ Ａ Ｂ基 Ｐ Ｘ纳 米 孑 隙 的 正 电 子 湮 没 寿 命 谱 Ｂ Ｌ
杨仍才， 勇， 田 张伟斌， 宇 杜
（中国 工程 物 理 研 究 院 化工 材 料 研 究 所 ，四川 绵 阳 ６ ０ ２１ ０） ９
为 能 对 比 分 析 正 电子 在 Ｐ Ｘ样 品 中 的 湮 没 成 分 ， Ｂ
布方 面 Ｍａ ｇ和 Ｗ ｉ ｙ等 ｎ ｌ ｌ ｅ
用 小 角 散射 方 法研 究
２ ０ ＭＰ ３ ａ下压 制 Ｐ Ｘ、Ａ Ｂ 氟橡 胶 粘结 剂 Ｆ ３ ４样 Ｂ Ｔ Ｔ 、 ２１
品 各 一 组 ， 度 约 为 １ ９ ｇ ・ ｍ ～。 再 在 不 同 压 制 强 密 ． ｃ 度 下 制 备 密 度 不 同 的 Ｐ Ｘ样 品 多 组 ， 样 品 的 压 制 强 Ｂ 其 度 及 压 制 密 度 等 参 数 如 表 １所 示 。 由 于 同 一 强 度 压 制 的样 品 结 构 差 异 可 能 很 大 ， 此 使 用 压 制 后 的 密 度 作 因 为 表 征 压 制 过 程 的 参 量 ， 假 定 压 制 到 同 一 密 度 的 样 即 品 的 微 观 结 构 是 基 本 一 致 的 。 由 于 每 个 寿 命 谱 的 测 量 需 要 两 发 结 构 相 近 的 样 品 ， 此 通 过 挑 选 ， 证 每 对 样 因 保
过 程 的研 究 ， 正 电 子 湮 没 寿 命 谱 技 术 纳 米 尺 度 的 分 而
收稿 日期 ： ０ ０ ０ —４； 回 日期 ： ０ ０ ０ —９ ２ １ －４ １ 修 ２ １ —７ ２
基 金 项 目 ：国防 预先 研 究 （ ２ ０ ０ ０ ０ ） ４ ６ ４ ３ ４ １ 作 者 简 介 ：杨仍 才 （ ８ １ ６一） 男 ， 读 硕 士 研 究 生 ， 要 从 事 炸 药 无 损 ９ ， 在 主
正 电子 有 三 种 湮 没 方 式 ： 整 晶 格 中 为 自 由 态 湮 完
断是否有 长寿命 成分 即可知 道湮 没方 式 的类 型 。由图
１可 以 看 出 ， Ｂ Ｐ Ｘ与 Ｔ Ｔ Ａ Ｂ谱 形 相 似 ， 减 较 快 ， 明 它 衰 说 们长寿命湮没 成分 （ 即正 电子 素 湮 没 成 分 ） 度 很 小 ， 强 即 主 要 为 自由态 湮 没 和 捕 获 态 湮 没 。 氟 橡 胶 粘 结 剂 的 衰 减 相 比 Ｐ Ｘ与 Ｔ Ｔ Ｂ Ａ Ｂ要 慢 ， 明它 具 有 较 多 正 电子 素湮 表 没 成 分 。 由此 可 以 认 为 ， Ａ Ｂ主 要 以 晶体 形 式 存 在 ， ＴＴ 正
量 时 间 约 两 小 时 。 实 验 过 程 中 ， 减 小 仪 器 温 度 漂 移 为 带 来 的 不 良影 响 ， 验 室 温 度 保 持 在 （ ０４ ）ｏ 实 ２ １ Ｃ。 －
１１ ０
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ｃａｎ ｌ ｈｎｅ
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图 ２ 不 同密 度 Ｐ Ｘ寿 命 谱 Ｂ
正 电 子 湮 没 寿 命 谱 技 术 （ ｏ ｉ ｏ ｎｈ ｌｔ ｎ Ｐ ｓｔ ｎ Ａｎ ｉ ｉ ｉ ｒ ａｏ
Ｌｒ ｉ ｐ ｃｒｓｏ ｙ Ｐ Ｌ ） 利 用 正 电 子 在 材 料 的 ｉｔ ｅ ｍｅＳ ｅ ｔ ｃ ｐ ， Ａ Ｓ 是 ｏ 不 同结 构 中湮 没 寿 命 不 同来 反 映 材 料 微 观 结 构 的 表 征 方 法 ～ 。 Ｐ Ｓ具 有 解 析 尺 度 为 纳 米 级 别 、 缺 陷 浓 ＡＬ 对 度 高 度 敏 感 、 测 过 程 简 单 无 损 等 优 点 ， 金 属 、 金 检 在 合
１ ３ ５三 氨 基 一 ， ６ 三 硝 基 苯 （ Ａ Ｂ） 一 种 常 ，，一 ２ ４，一 ＴＴ 是 用 高 能 钝 感 炸 药 ， 主 要 特 点 是 机 械 感 度 和 热 感 度 等 其 较 低 ， 有 良 好 的 安 全 性 和 稳 定 性 。 实 际 使 用 时 具 。 Ｔ Ｔ 中会 加 入 一 定 比 例 的 高 分 子 粘 结 剂 ， 在 高 温 Ａ Ｂ 再
含 能 材料
ＷＷ ｅ ｅ ｇ ｔ ・ ｔｒ ｌ ｏ ｇ ｃ Ｗ． ｎ ｒ ｅｉ ｍａ ｅｉ ｓ ｒ ． ａ ｃ ａ．
ＴＴ Ａ Ｂ基 Ｐ Ｘ纳 米 孔 隙 的 正 电 子 湮 没 寿 命谱 Ｂ
２１ Ｏ
个 不 同 密 度 下 分 别 有 ２对 、 ２对 、 ３对 、 样 品 符 合 条 ７对
件 ， 表 １所 示 。 如
剂 Ｆ ３ ） 寿 命 谱 对 比 ， ２ 为 部 分 不 同 压 制 密 度 ２１ 的 ４ 图 Ｐ Ｘ 的 寿命 谱 。 Ｂ
表 １ 样 品 压 制 参 数
Ｔ ｂ ｅ １ Ｓ ｍ ｐ ｅ ｐ ｅ ｓｎ ａ ａ ｔ ｒ ａ ｌ ａ ｌ ｒ ｓｉ ｇ ｐ ｍｅｅ ｓ ｒ
检 测 研 究 。ｅ ｍａｌ ｒ一 ９ ９ ３ ｃ ｍ — ｉ ：ｙБайду номын сангаас ９ ９ ＠１ ． ｏ ６
Ｃ ｉ ｓ ｏ ｒ ｌｆ ｎｒ ｔ Ｍａ ｒ ｌ Ｖ １１ ， ， ０ １（ ０ ２ ３ ｈｎ ｅ ｕｎ Ｅ ｅ ｅｃ ｔ ｉｓ ｏ． ９ Ｎｏ ２ ２ １ ２ ０— ０ ） ｅ ｊ ａｏ ｇｉ ｅａ ，
粘 结剂 样 品各 一组 ， 量并 对 比其寿命 谱 形状 的异 同 ， 测
以 分 析 正 电子 在 这 些 样 品 中 的 湮 没 成 分 ；然 后 测 量 了
１５ ０
不 同压 制 密 度 的 Ｐ Ｘ样 品的 寿命 谱 ， 过解 谱 分 析 ， Ｂ 通
ｃ 得 出 其 寿 命 分 布 随 压 制 密 度 的 ｓ】 ３ｏｕ 情 况 。 变化
寿 命 谱 Ｙ即 为 以 相 应 寿 命 ， 时 间 常 数 、 度 ，为 权 为 强
重 的 多 个 指 数 衰 减 成 分 的迭 加
Ｙ＝∑ｆ ｘ ， ｐ（一ｔ＇ ） ｅ ／， ｒ
’ ： …
电子素形成 量很 少 ； 橡胶 粘结 剂 形 成正 电子 素 的量 氟 稍 多 ， 粘结剂成分 在 Ｐ Ｘ中所 占比率较 小 ， 但 Ｂ 在其 中的
１ ０
们。
正 电子湮 没 寿命谱 二 量在 化工 材料 研究 所检 测 的测 。 技术 研 究 室 完 成 。寿 命 谱 仪 由美 国 ＯＲ Ｅ 公 司 生 ＴＣ
兽
暑
ｕ
１２ ０
产， 探测 器材 料为 Ｂ Ｆ ａ ，闪 烁体 ， 仪 的 时 问分 辨 率 约 谱
２ ｐ 。实 验所 使用 的正 电子 来 自于 Ｎａ的 卢 １ ｓ ０ 衰 变 ， 强度 为 ５ ｃ 左 右 。每个 寿命 谱 总 计 数 为 ２ ０万 ， ｉ ０ 测
摘
要： 为研 究 压 制 参 数 对 Ｔ Ｔ Ａ Ｂ基 高 聚物 粘 结 炸 药 （ Ｂ ） 观结 构 的 影 响 ， 制 了 密 度 为 １ ６～１ ９ ｇ・ ｍ 的 Ｐ Ｘ， 用 了正 ＰＸ 微 压 ． ． ｃ Ｂ 采
电 子湮 没 寿 命谱 （ ＡＬ ） 术 表 征 了其微 观结 构 ， 论 了不 同 压 制 密 度 Ｐ Ｘ的纳 米 孔 隙 的 变 化 。结 果 显 示 ： 制 密度 越 大 ， Ｂ 中 Ｐ Ｓ技 讨 Ｂ 压 ＰＸ 纳 米孔 隙浓 度 越 小 ， 均 尺寸 越 大 ， 表 明压 制 过 程 中 ， Ｂ 平 这 Ｐ Ｘ界 面孔 隙 不 断 减 小 ， Ａ Ｂ晶 体 内部 孔 隙却 不断 增 大 。 ＴＴ 关键 词 ：高能 物 理 学 ； Ａ Ｂ基 Ｐ Ｘ； 制 ； 米孔 隙 ；正 电子 湮 没 寿 命 谱 ＴＴ Ｂ 压 纳
没， 晶格缺 陷处 为捕获 态湮 没 ， 分子 固体 中还存 在 正 电 子素湮 没 。三种 湮没 方 式 的寿命 一 般不 同 ， 自由态 寿 命 最短 ， 电子素 寿命 最长 ， 湮没成 分 的相对 强 度会 正 各 受 到样 品 中缺陷浓 度 和正 电子 素形成 量 的影 响 。样 品
Ｆｉ ２ ｇ． Ｓ ｃｔａ ｏｆＰＢＸ ｐｅ ｒ ｗ ｉｈ ｄｉｅｒ ｎｔｄ ｔ ｆ ｅ ｅｎｓｔｅｓ ｆ ｉ ｉ
３
结 果 与 讨 论
３． Ｐ Ｘ及 其 组 分 湮 没 成 分 分 析 １ Ｂ
所 有 存 在 缺 陷 的样 品都 有 这 两 种 湮 没 方 式 ， 而 判 因
高压下压 制 成 具 有更 好 力 学 性 能 的 高 聚 物粘 结 炸药 （Ｂ） Ｐ Ｘ 。在压 制过程 中 ， 炸药 的孔 隙 、 粒度分 布等 都会
发 生 变 化 ， 响 其 性 能 （ 力 学 性 能 、 轰 性 能 影 如 爆 等） 。 因此 ， 究 Ｐ Ｘ压 制 过 程 中 的 微 观 结 构 演 化 研 Ｂ 以及 压 制 参 数 对 Ｐ Ｘ微 观 结 构 的影 响具 有 重 要 意 义 。 Ｂ 现有对压 制过程 的研究 ， 要 是针对 Ｈ 主 ＭＸ 基 ＰＸ Ｂ ：如 Ｓ ｉｍｏｅ等 研 究 了 多 种 ＨＭＸ 基 Ｐ Ｘ 压 ｋ ｄ ｒ Ｂ 制 过 程 的 微 观 结 构 变 化 ；Ｐ ｔｒ ｎ等 研 究 了 压 制 强 ｅｅｓ ｏ 度 对 Ｐ Ｘ９ ０ Ｂ ５ １晶体 粒 度 分 布 的 影 响 ；Ｔ ｍｐｏ ｏ ｓ ｎ等 。 研 究 了 不 同 压 制 参 数 对 Ｐ Ｘ ９ ０ 的 力 学 性 质 的 影 Ｂ 一５ １ 响； ｎ Ｍａ ｇ等 用 中 子 超 小 角 散 射 研 究 了 不 同 压 制 强 度 导致 的 Ｐ Ｘ９０ Ｂ 一５ １微 观 孔 隙 分 布 的 差 别 。 Ｔ Ｔ Ａ Ｂ基 Ｐ Ｘ的 压 制 过 程 与 Ｈ Ｂ ＭＸ 类 似 ， 其 压 制 后 的 孔 隙 分 在