概述
研制国家：美国，名称型号：二元化学武器，现状：在役。
二元化学武器是弹体内分隔装填两种或两种以上能生成毒剂的化学物质的武器。体内不是直接装填毒剂，而是将相对无毒或低毒的两种化学物质（毒剂前体，两种组分），分别装在弹体内隔墙的两边或两个容器里，在弹丸飞行过程中隔墙破裂或被炸开，弹内两种组分靠弹丸旋转或搅拌装置混合，迅速发生化学反应（10秒左右）生成毒剂。
二元化学武器虽然存在某些缺点，但由于其储存、运输中的稳定性特别好，它的出现还使许多毒性很强但性质不稳定的毒剂重新被利用，因此可选用的毒剂大大增加。除美国公开进行大规模研究，并决定投入生产装备部队外，其它一些国家也都在对它进行研究。早在1978年，苏联就已研制成功新型的二元化学炮弹和化学火箭弹。东欧的一些化学武器专家也都认为，二元化学武器技术对于苏联来说，既不是什么秘密，也没有什么困难。另外，法国也在研制二元化学武器。而瑞典为了研究二元化学武器的防护特点，也曾进行过二元化学弹的模拟试验。目前，美国、德国、英国、法国以及俄罗斯等国都有自己的二元化学武器发展计划。
二元化学武器的研制始于第二次世界大战期间。1962年，美国制成二元化学航弹。二元化学弹药除炮弹外，还有二元化学地雷、迫击炮弹、榴弹炮弹、火箭弹、导弹、航弹以及飞机用二元化学毒剂布洒器等。二元化学武器确实存在很多优点。如易于生产，储存稳定、安全等，但也有若干缺点，如化学反应不充分、产量低，二元化学武器结构复杂故障率高以及使用配伍较难等，使袭击效果即实战效果受到影响。
结构特点
从美国重点发展装备的155毫米687型二元沙林炮弹可以看出美国二元武器的设计思路。这种二元炮弹的特点就在于组分容器结构和装填程序的变化。在平时，炮弹的各个组分容器分别存储于弹体之外，只在射击时，才将有关组分装入弹体，就像人们习惯地将炸药、雷管与导火索分别存放，用时再结合起来一样。二元化学炮弹的重要结构部件是组分混合装置。在这种装置上，有受惯性作用或受冲击时而起动的活塞。它的运动可以保证两种或两种以上组分的化学物质充分混合。当然，容器的破裂和组分的混合也可借助弹体飞行中的旋转来完成。在大型二元化学航弹中，还专门安装有特殊的搅拌装置。这种结构和运作程序真像一个空中的来料加工厂，一个飞行中的合成化工厂。
155毫米687型沙林炮弹，它由五部分组成：前尖后平的弹壳、第一弹筒、第二弹筒、引信和起爆药。两弹筒均由易碎的聚乙烯塑料制成。一筒内装二氟甲膦酰，另一筒装异丙醇和一些促进剂。引信和起爆药用来分散未来合成的毒剂。两种化合物二氟甲膦酰和异丙醇在常温下均为液体，可稳定储存。当炮弹发射时，弹体在发射药的冲击下，便装有两种化合物的容器间的塑料隔膜破裂，在弹丸飞行过程中，两种化合物迅速反应，生成甲氟膦酸异丙酯即沙林毒剂。当这种生成的毒剂随弹体到达目标时，引信起动起爆药，将弹壳炸开，毒剂扩散出去。
二元化学武器与弹体内直接经填毒剂的一元化学武器相比，其优点是有利于大量生产、贮存，增强了运输和使用的安全性，解决了毒剂分解变质、弹药渗漏而带来毒剂毒性效能降低及生产、销毁过程中的一些问题。
二元化学武器也有不足之处：一是二元组分生成毒剂需要8～10秒的反应时间，这样，那些射程近的武器就不能使用；二是二元组分很难完全展应生成毒剂，其杀伤效应通常只及一元化学武器的70～80%；三是二元组分在合成毒剂的过程中会产生强烈刺激味的副产物，从而降低毒剂杀伤的隐蔽性。
装备使用
经过三十多年的研制和发展，美军现在已有多种二元化学弹药装备部队。不仅有已知的致死性毒剂和失能性毒剂的二元弹，还有新毒剂和新失能剂二元弹。使用形式有二元化学炮弹、二元化学火箭弹、二元化学炸弹和二元布洒器。
二元化学炮弹：它与一般化学炮弹在结构上的区别，主要是组分容器结构和装填程序的不同。在储存中，组分容器可分别存于弹外，也可装于弹内，只在准备使用时，才将其装入弹体。二元化学炮弹结构的重要部件是组分混合装置，这种装置上有受惯性力作用或受阻冲击时而活动的活塞，用以保证组分的混合。容器的破裂和组分的混合也可借助于弹体飞行中的旋转来完成。此外，也可使用专门的搅拌装置，以减少组分混合后的反应时间，增加毒剂的产率。
如美国的GB2XM20型二元沙林炮弹，主要由弹体和一个叫DFXM20型容器及另一个叫OPAXM21型容器等三部分构成。容器是由聚乙烯类塑料制成，并安置于弹体内。在DFXM20型容器内装有二氟甲膦酰，在OPAXM21型容器中装有异丙醇，在异丙醇中可能还加装一种胺类化合物作为催化剂以加速反应。“DF”和“OPA”两种二元组分，在常温下均系液体，储存时较稳定。弹药的起爆装置采用触发式，置于弹体前端，用以将二元物质反应后的毒剂释放出来。当炮弹发射后，容器破裂，两种组分自行混合，生成沙林毒剂，合成反应时间为10～15秒，炮弹飞至目标上空，弹体炸裂释放出毒剂。
二元化学航弹：其结构较为复杂，它是由弹体、稳定器和流线型头部组成。二元组分一是粉末状的（少数也有液体的），装填在航弹中置有搅拌器的室内。而另一组分是液体的，装填在航弹的主室中，这两种不同组分是用一层很薄的金属板隔开的。使用时，由驾驶员按动专门按钮，引燃火药，爆破隔板，将粉末压入液体组分中。同时启动电动机，使搅拌器急速旋转，在搅拌中加速毒剂的合成反应。另外，还有一种是施放二元毒剂的子母航弹。在每个小航弹中有许多个组件，每一组件内装一组分，在组件之间的空隙里装有第二组分（液体）。使用时，在小航弹未抛出之前，由驾驶员启动弹内的升压机构，将第二组分压入组件内腔，即开始合成毒剂。当小航弹飞往目标时，弹体惜助于炸弹的爆炸作用，将小航弹中的所装组件抛掷出去，每一组件在落地瞬间即行爆破，将毒剂分散在地面或空气中。
二元布洒器：像二元化学航弹一样，它是将二元组分分别装在飞机布洒器的两个格子里（组分室），在第三个格子（混合室）中装有搅拌器。使用时，驾驶员按动开关，将组分室中的两种组分喷入混合室，并进行搅拌，毒剂合成后通过飞机布洒器的喷口在目标上方布洒。
美军研制的二元神经化学弹药有10多种。M687型155毫米二元沙林榴弹，是美军研制和装备的第一种二元化学弹药。1987年12月投产，此弹全重46干克，二元组分为二氟甲膦酸及异丙醇。适用JM14/M198/M109式155毫米榴弹炮。BLU-S01B二元VX“巨眼”炸弹。是美军研制的第一种二元化学炸弹，最新的二元组分为固/液系统，液体组分为QL，团体组分为硫磺微粒，二者混合后可生成84千克VX毒剂。此弹装设MK339型雷达引信由高件能飞机运载，具有目标外的投掷能力，由计算机控制，可在防空区外3～6千米处投弹、主要打击目标是纵深的机场、唇方基地、指挥所、通信中心、交通枢纽和兵力集结地等。
在全面禁止化学武器公约签订以后，大量一元化学武器将被销毁，化学武器的发展也将受到很大制约，但由于公约本身存在的漏洞和某些国家的“不自觉”，化学武器的研究仍将秘密进行。新毒剂研究的一个重要方向是新的二元化学武器。化学武器二元化是美国武器现代化的重要标志之一。近年来美国极力推行二元化，决心在2000年前后将全部化学武器二元化，与此同时，其他国家也不甘落后，积极研究二元化学战剂。因此，在未来的化学战中，二元化学武器将是重要的作战武器之一。至今，美国研究了二元沙林、二元VX和二元中等挥发性毒剂的二元化学弹药，苏联也曾秘密研究了比VX毒性强5～10倍的二元神经性毒剂“诺未曲克”。