王志强，张浩斌，刘渝，胡双启，胡立双，徐金江www.energetic-materials.org.cn含能材料ChineseJournalofEnergeticMaterials，Vol.31,No.2,2023（142-151）不同晶体特性CL⁃20热晶变规律与动力学王志强1，2，张浩斌1，刘渝1，胡双启2，胡立双2，徐金江1（1.中国工程物理研究院化工材料研究所，四川绵阳621999；2.中北大学环境与安全工程学院，山西太原030051）摘要：六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）的晶型转变与控制技术是含能材料领域的热点，也是其应用推广时必须解决的关键问题。为了更加深入掌握不同晶体特性ε-CL-20的晶型转变规律与机制，采用原位X射线粉末衍射仪技术，对其热晶变行为及等温晶变动力学进行研究，探讨了晶体表面及内部缺陷对CL-20的ε→γ热晶变行为的影响，计算了不同晶体特性ε-CL-20的等温晶变动力学并获得了相关参数。结果表明，温度是影响ε-CL-20热晶变的主导因素，对于几十到几百微米的ε-CL-20，随着晶体内部及表面缺陷的增多，热晶变起始温度降低、热晶变速率增大。与粒径100μm的ε-CL-20晶体相比，超细ε-CL-20（0.5~1μm）的热晶变起始温度更高，热晶变速率也较快，并从晶体缺陷的两面性解释了超细ε-CL-20的异常热晶变行为。CL-20在热刺激作用下发生ε→γ晶变时，晶体的表面缺陷及内部缺陷作为相变过程的薄弱环节对其有诱导作用，γ晶型在ε-CL-20晶体上成核势垒较低的空位、杂质或位错等缺陷处优先成核，随后在这些位置逐渐长大。关键词：晶体特性；CL-20；原位XRD；热诱导晶型转变；晶变动力学中图分类号：TJ55；O64文献标志码：ADOI：10.11943/CJEM20221220引言作为目前已知能够实际应用的能量密度最高的单质炸药，六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）一经问世就被寄予厚望［1-3］。自发现至今的近30年里，关于CL-20制备技术、结构性能等方面的研究始终都是含能材料领域的研究热点［4］。然而，受自身分子结构和堆积方式多样性的影响，常温常压下CL-20存在4种晶型（α、β、γ和ε），且在不同环境条件与外界刺激作用下，容易发生晶型转变，导致晶体结构稳定性和安全性劣化，从而降低武器系统的性能可靠性，成为制约其广泛应用与推广的重要原因［5-15］。因此，如何有效控制CL-20晶体结构的稳定性，确保其在复杂工况环境中的使役性能，成为CL-20应用过程中无法回避的问题之一。CL-20的相变影响因素众多，晶体自身特性、配方组份及制备条件等均会对相变行为造成影响［16-19］。其中，晶体自身特性如形貌、尺寸、缺...
