高能固体推进剂服役过程中，可能受到碰撞、挤压等载荷作用，响应过程包含力学损伤、热点形成和反应增长等环节。然而，点火前后试样的亮度差异巨大，高速摄影等现有诊断技术仅能提供一维或二维信息，且难以清晰捕捉完整的反应增长全过程，损伤与失效对宏观反应增长的作用机理仍不清晰。推进剂挤压等载荷下的点火反应增长本质上具有三维特征，因此发展高分辨三维诊断手段对于深入理解冲击损伤与反应增长过程具有重要意义。
近日，北京理工大学空天科学与技术学院推进技术团队武毅老师和文俊杰等同学，与浙江大学吴迎春教授合作开展了基于改进型分离式霍普金森压杆（SHPB）平台辅以高速全息成像技术，对三种不同炸药种类及含量的GAP基复合推进剂（含RDX/CL-20/Al等组分）开展了应变率达3000–6000 s⁻¹的动态加载实验，获取了加载过程中损伤演化、点火行为及反应发展过程，定量测量了碎片云中颗粒的尺寸与空间分布，并探讨颗粒特性与反应增长行为之间的关系。本工作为建立反应增长的判据提供了重要依据，对理解高能固体推进剂安全性与可靠性具有指导意义。
该研究使用了全息光学诊断技术实现可视化并测量了动态加载下的变形细节、着火点位置、反应强度、冲击波分布和碎片云的三维结构。结果表明，点火主要来源于压缩与变形过程，其中剪切挤压摩擦效应起到显著触发作用。随着应变率升高，推进剂由延性破坏逐渐过渡到脆性破坏。推进剂形成的碎片云密度和颗粒尺度决定了点火能否持续并发展为剧烈燃烧甚至爆炸。实验测得点火前后碎片平均粒径在41.3–49.5 μm范围内。
论文发表于国际知名期刊《Defence Technology》，题为“In situ 3D characterization of impact-extruded ignition and reaction growth behavior of a ductile energetic material”。
