Previous studies on detonation of the Dihydroxylammonium 5,5′-bistetrazole-1,1′-diolate (TKX-50), an attractive energetic ionic salt (EIS), were mainly based on thermodynamic codes or small-scale tests, the available experimental data are not adequate to fully understand detonation characteristics of this new kind of energetic material. This article gives an experimental investigation on detonation reaction zone (DRZ) and acceleration ability of a TKX-50 based Polymer Bonded eXplosive (PBX), PBX-TKX-50. The detonation properties of two traditional explosives: (i)PBX-HMX, an HMX-based PBX, (ii) PBX-RDX, an RDX-based PBX, both of which contain the energetic compounds and binder in the same mass ratio as PBX-TKX-50, are also measured for a comparative analysis. The results show that PBX-TKX-50 has the highest detonation velocity and detonation pressure, nevertheless the slowest reaction rate within detonation reaction zone, the longest reaction time and DRZ length among the three PBX samples. Despite its prominent detonation velocity and detonation pressure, the acceleration ability of PBX-TKX-50 is lower than PBX-RDX. The Jones-Wilkins-Lee (JWL) equation of state for detonation products calibrated by the cylinder expansion test has severely overestimated the axial acceleration ability of PBX-TKX-50 in the numerical simulation of Disc Acceleration eXperiment (DAX), which may due to the fact that remarkable confinement effect and/or geometry effect exist in detonation of the EIS based sample. The mechanisms behind these detonation behaviors are still under investigation in our ongoing studies.

中文翻译：

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TKX-50基聚合物粘结炸药爆轰反应区及加速能力

先前关于二羟基铵 5,5'-双四唑-1,1'-二醇 (TKX-50) 的爆炸研究，一种有吸引力的高能离子盐 (EIS)，主要基于热力学代码或小规模测试，可用的实验数据不足以完全了解这种新型高能材料的爆炸特性。本文对基于 TKX-50 的聚合物粘结炸药 (PBX) PBX-TKX-50 的爆轰反应区 (DRZ) 和加速能力进行了实验研究。两种传统炸药的爆轰特性：(i)PBX-HMX，一种基于 HMX 的 PBX，(ii) PBX-RDX，一种基于 RDX 的 PBX，两者都含有与 PBX 质量比相同的高能化合物和粘合剂-TKX-50，也进行了对比分析。结果表明，PBX-TKX-50在三种PBX样品中具有最高的爆速和爆压，但爆轰反应区内的反应速率最慢，反应时间最长，DRZ长度最长。PBX-TKX-50虽然具有显着的爆速和爆压，但其加速能力低于PBX-RDX。圆筒膨胀试验标定的爆轰产物的Jones-Wilkins-Lee（JWL）状态方程严重高估了PBX-TKX-50在Disc Acceleration eXperiment（DAX）数值模拟中的轴向加速能力，这可能是由于在基于 EIS 的样品的爆炸中存在显着的限制效应和/或几何效应的事实。我们正在进行的研究仍在调查这些爆炸行为背后的机制。然而，在三个 PBX 样品中，爆轰反应区内的反应速率最慢，反应时间最长，DRZ 长度最长。PBX-TKX-50虽然具有显着的爆速和爆压，但其加速能力低于PBX-RDX。圆筒膨胀试验标定的爆轰产物的Jones-Wilkins-Lee（JWL）状态方程严重高估了PBX-TKX-50在Disc Acceleration eXperiment（DAX）数值模拟中的轴向加速能力，这可能是由于在基于 EIS 的样品的爆炸中存在显着的限制效应和/或几何效应的事实。我们正在进行的研究仍在调查这些爆炸行为背后的机制。然而，在三个 PBX 样品中，爆轰反应区内的反应速率最慢，反应时间最长，DRZ 长度最长。PBX-TKX-50虽然具有显着的爆速和爆压，但其加速能力低于PBX-RDX。圆筒膨胀试验标定的爆轰产物的Jones-Wilkins-Lee（JWL）状态方程严重高估了PBX-TKX-50在Disc Acceleration eXperiment（DAX）数值模拟中的轴向加速能力，这可能是由于在基于 EIS 的样品的爆炸中存在显着的限制效应和/或几何效应的事实。我们正在进行的研究仍在调查这些爆炸行为背后的机制。三个 PBX 样本中最长的反应时间和 DRZ 长度。PBX-TKX-50虽然具有显着的爆速和爆压，但其加速能力低于PBX-RDX。圆筒膨胀试验标定的爆轰产物的Jones-Wilkins-Lee（JWL）状态方程严重高估了PBX-TKX-50在Disc Acceleration eXperiment（DAX）数值模拟中的轴向加速能力，这可能是由于在基于 EIS 的样品的爆炸中存在显着的限制效应和/或几何效应的事实。我们正在进行的研究仍在调查这些爆炸行为背后的机制。三个 PBX 样本中最长的反应时间和 DRZ 长度。PBX-TKX-50虽然具有显着的爆速和爆压，但其加速能力低于PBX-RDX。圆筒膨胀试验标定的爆轰产物的Jones-Wilkins-Lee（JWL）状态方程严重高估了PBX-TKX-50在Disc Acceleration eXperiment（DAX）数值模拟中的轴向加速能力，这可能是由于在基于 EIS 的样品的爆炸中存在显着的限制效应和/或几何效应的事实。我们正在进行的研究仍在调查这些爆炸行为背后的机制。圆筒膨胀试验标定的爆轰产物的Jones-Wilkins-Lee（JWL）状态方程严重高估了PBX-TKX-50在Disc Acceleration eXperiment（DAX）数值模拟中的轴向加速能力，这可能是由于在基于 EIS 的样品的爆炸中存在显着的限制效应和/或几何效应的事实。我们正在进行的研究仍在调查这些爆炸行为背后的机制。圆筒膨胀试验标定的爆轰产物的Jones-Wilkins-Lee（JWL）状态方程严重高估了PBX-TKX-50在Disc Acceleration eXperiment（DAX）数值模拟中的轴向加速能力，这可能是由于在基于 EIS 的样品的爆炸中存在显着的限制效应和/或几何效应的事实。我们正在进行的研究仍在调查这些爆炸行为背后的机制。