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以高能钝感的三氨基三硝基苯(TATB)为基的高聚物粘结炸药(PBX),得到了国内外研究者的广泛关注与研究。作为TATB基PBX温压成型的关键中间体,TATB造型粉颗粒具有多样性结构且差异明显。其自身力学性质与形态结构的不同,极大增加了 PBX成型件这一颗粒体系的复杂性及其力学性能的研究难度。关注单颗TATB造型粉颗粒的结构与性质对PBX宏观性质研究具有十分重要的科学意义与工程意义。本文基于单颗粒力学加载CT原位观测系统,对单颗TATB造型粉颗粒单轴压缩下的变形破坏行为开展了相关研究,结合颗粒结构量化分析与力学参数探索了 TATB造型粉颗粒结构与其力学性质间的关系。论文的主要工作有:研制了适用于X射线CT系统的原位微米力学加载装置,从微米级变形量尺度对单颗TATB造型粉颗粒在单轴压缩加载条件下的结构演化和力学行为进行无损、实时和三维全场研究;完成了对单个TATB造型粉颗粒加载过程结构变化的原位观测与力学特性参数的测量;开发了基于单颗TATB造型粉颗粒高分辨CT图像的缺陷识别程序算法,建立了颗粒形态学特征的定量表征方法;利用灰色关联分析法对测试样品的形态学结构特征与力学特征开展了关联度及关联性的分析研究。单轴压缩下单颗TATB造型粉颗粒依次发生弹性变形、弹-塑性变形和崩塌三个阶段的行为,内部的微米尺度分散的孔隙缺陷在颗粒发生破坏前几乎没有发生变化,而内部数十上百微米尺度的大孔隙缺陷会导致颗粒弹-塑性变形过程缩短,崩塌过程随机性较强即不同颗粒崩塌点变形率差异较大。TATB造型粉颗粒结构呈现出明显的分层特征,由外至内依次为致密表层、约占颗粒半厚的孔隙较少的密实区域、内部的孔隙密集区与大孔隙区域。不同TATB造型粉颗粒间内部结构的差异性大于其外形差异程度。崩塌载荷、破坏载荷、屈服载荷等力学特征与TATB造型粉颗粒形态存在较强关联,易受孔隙率、致密表层厚度与密实区域厚度比、致密表层厚度、密实区域厚度等参数的影响。通过对TATB造型粉颗粒结构与其力学性质的研究,获得了颗粒杨氏模量、屈服强度、接触刚度、破坏载荷等力学参数,解释了接触面平整程度与颗粒内部缺陷分布等结构特征对颗粒变形弹性阶段、弹塑性阶段与破坏崩塌阶段的影响;提取出颗粒体轮廓、孔隙、致密表层、颗粒方向等可以定量描述颗粒结构特征的信息,充实了颗粒表征的维度。利用灰色关联分析法,初步建立了 TATB造型粉颗粒结构特征与其力学性质间的关联,比较了不同特征间关联性的强弱,为颗粒结构与力学性质研究打下了基础。