最近几年,新型炸药CL-20,全氮阴离子盐等非常热门,甚至有网友称“我国已经把CL-20做成白菜价!”,“中国是唯一一个全氮阴离子盐炸药武器化的国家!”,那真实情况是如此吗?
含能材料领域的前沿一直在寻找爆炸当量大的新型常规高能材料,在理论上,全氮物质的单位体积内的包含的能量最大,爆炸当量超过TNT的10倍,是理论上最佳的常规炸药,可大幅缩小弹药体积或提升杀伤范围。并且爆炸只产生氮气,无烟尘或电磁残留,隐蔽性极佳,还能让绿色环保组织纠结:“该夸它环保,还是骂它杀伤力太强?”
中国率先合成全氮阴离子盐,2017年1月27日,南京理工大学化工学院胡炳成教授团队《Science》上发表了首个全氮阴离子(N5ˉ)盐的合成方法,分子式为:(N5 )6 (H3 O)3 (NH4 )4 Cl,产物为白色固体,具备高单位体积内的包含的能量,高能量,爆炸产物清洁等多项优点。
虽然全氮阴离子盐研究是发展高效毁伤的核心技术,但要实现武器化遇到几个难题:
2017年,胡炳成教授团队通过氧化断裂的方式生产的全氮阴离子盐,热分析认为这种盐分解温度为116.8摄氏度。八年过去了,应该获得不错的进展。
其中北京新思界有一篇《2024-2028年中国全氮阴离子盐市场行情监测及未来发展前途研究报告》阐述了当前全氮阴离子盐的产能,价格和产业链状况,以及未来几年的展望。(但没办法保证该报告的真实性)
官方消息上,全氮阴离子盐领域信息敏感,大部分数据未脱敏,但目前也有一些蛛丝马迹流出:
中国“十五五”规划草案将全氮材料列为“颠覆性技术十大工程”,2025年起或追加10亿元专项基金。同时美国《2024国防授权法案》限制对华出口合成全氮阴离子盐的关键材料五氟化锑,倒逼中国本土供应链建设。
而某个访谈节目透露出2024年市场规模约0.8亿美元,90%集中于中美两国实验室采购(原料、设备),俄罗斯、欧盟合计占10%,并且2024年单价在50万元/克。不知道这是否战忽局放出来的消息。
至于社会上相关消息也是众说纷纭,但全氮阴离子盐研究和产业化进程中国处于第一梯队是不争的事实,至于军事上是不是已经应用全氮阴离子炸药,小编认为也只是时间问题,如果能广泛装备到武器上,那想想鹰击-21的攻击能力,再大的航母也扛不住一发。当然传闻中的引爆氢弹那就是胡说。
1.起源:六硝基六氮杂异伍兹烷、HNIW,俗称CL-20,是美国“传统秘方”,1987年,美国海军研究人员发明了一种威力强大的新型炸药,以开发该炸药的南加州基地命名,将其命名为“中国湖20号化合物”(China Lake 20,简称CL-20)
2.威力:爆炸当量系数为1.80倍TNT,而传统黑索金得当量系数为1.60倍TNT,CL-20的密度是1.23倍,所以同体积的CL-20是TNT的2.21倍。当然掺杂一些“科技与狠活”可能效果更佳。
2023年规模化效应使单位成本降至3-5万元/公斤,2024年的数据查不到,但因国际原材料价格持续上涨,成本大概率维持2023年区间,根据欧盟《含能材料市场分析》(2023年)中国CL-20出口报价为5-8万欧元/公斤(约合人民币40-60万元/公斤),印证国内成本优势。
2023年南京国际含能材料会议上,多位专家提及“中国CL-20成本控制在5万元/公斤以内”,但强调军用采购价含研发摊销,实际成本可能更低。
根据美国国防部报告(2021年《含能材料供应链评估》),估算美国CL-20生产所带来的成本为8-10万美元/公斤(约合人民币50-70万元/公斤),主要受专利授权费和设备进口制约。
即使中国价格的确很低,但也不是白菜价,比猪肉和茅台还贵呢,现在有一种普遍的传言说,中国的CL-20价格实惠公道过茅台,1000元/公斤,这个说法和官方公布数据冲突比较大,无逻辑性。
中国是全球最大硝酸铵生产国(占全球产能35%),原料采购成本比欧美低20-30%;工业电价约0.6元/度(美国0.8-1.2元/度,欧洲1.5-2元/度),CL-20生产能耗占成本30%,此环节节省显著;而我国的废酸回收率超98%(国际水平约85%),年减少废液处理费用数亿元;经过政策扶持,十三五期间,CL-20被列入《新材料产业高质量发展指南》的关键战略材料目录,建立了国际化区域产业群,甘肃白银、四川绵阳等地形成CL-20生产-应用一体化基地,配套企业(如四川龙蟒钛业供应硝酸)半径小于50公里,物流成本降低40%。中国出口的CL-20占全世界的37%,利润进一步反哺国内,规模效应降低成本。
未来在CL-20生产上还是面临着挑战。环保上:硝化反应废气处理成本占总成本15%,需开发更清洁的离子液体硝化技术;国际竞争加剧:美国通过《国防授权法案》补贴CL-20生产,可能冲击中国价格优势。
中国CL-20的成本优势是技术突破、工业基础与政策支持的综合结果,但需持续投入以应对国际竞争与环保挑战。这场马拉松还在继续。
中国无论是传统,黑索金,还是新质的CL-20炸药,以及未来超级炸药之王全氮阴离子盐的研发和生产都领先美,俄等大国,可并不是碾压式的,未来领头羊也有一定的可能被挑战,但相信在不久的将来会有全氮阴离子盐炸药的东风-17,鹰击-21,霹雳-17等先进导弹上,甚至连炮弹都用上,这时候的中国国防将迈上新台阶。