含能结构材料国内外研究现状及发展趋势
时间:2018-04-03 21:23 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 制备具有一定强度的含能材料试件是实现其工程应用的关键技术之一，使其既具有一定的强度完成侵彻目标的功能，又具有一定的反应释放能量的能力，达到对目标的毁伤的目的。 目前，对于多功能含能结构材料的冲击反应，国外学者对材料配方选择、制备以及材料的冲击性能等方面进行了深入的研究，取得了丰富的研究成果。国内学者在典型含能材料的制备方面也进行了大量的研究。但常规的材料成型工艺方法如锻压、熔化浇铸、高温烧结等涉及材料高温过程都可能诱发其发生反应而不适用于该类材料的成型和制备，通常选用压制成型、真空烧结等工艺方法来制备含能结构材料。 国外学者Davis[4]在其专利中介绍了一种新工艺来制备多功能含能结构材料Al/PTFE试件，该工艺的流程是首先将铝粉颗粒与聚四氟乙烯充分混合，然后干燥和烧结，最后再经过造粒、混合和二次烧结等工艺，得到所需要的含能材料试件。但由于在实验过程中铝颗粒被严重氧化，致使所得到的Al/PTFE试件中铝颗粒表现出明显的惰性；国外学者还介绍了借助水成溶液将金属颗粒融入到氟聚合物的方法来制备含能材料，但在该工艺过程中金属颗粒容易被水所形成的氧化剂氧化且同时会放出有害气体。因而不能实现工程上的运用。 阳世清[5]等经剪切混合、干燥、压制、保压、烧结、保温、冷却的工艺流程制备了Al/PTFE多功能含能结构材料，得到了一些关于Al/PTFE材料制备与性能方面的结论：压制方式对材料的密度无明显影响，而压力对材料密度影响较大，致密度随压力的增大而逐渐达到理论值。烧结温度过高或过低都会导致材料密度降低材料在380℃下烧结得到的产品密度较高，而在370℃和390℃下烧结得到的产品密度则明显较低；增加保温时间，材料密度先减小后增加的趋势，拉伸强度有较为明显的降低。所以要获得高拉伸强度的Al/PTFE含能材料，可以采用自然降温的方式冷却，降温过快可能产生高断裂伸长率的样品。20552 国防科学技术大学的徐松林[5-8]等对Al/PTFE的制备工艺及冲击本构进行了系列研究，获取了不同应变率下的应力应变行为，也获取了Al含量对材料压缩性能的影响。在他的论文中，详细的介绍了预成型压力，成型温度，烧结温度，烧结时间，降温保温温度以及组分对于多功能含能结构材料Al/PTFE性能的影响。同时，他还介绍了含能反应材料动态力学性能及其测试方法，探索了该类材料微观结构与其力学性能的关系。 赵鹏铎[9]等采用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验技术研究了Al/PTFE活性材料在两种不同配比(PA265即铝含量为26.5%和PA35即铝含量为35%)下的动态力学压缩特性，PTFE/Al含能反应材料屈服强度随铝含量的提高而增大，但铝含量的过高容易出现燃烧熄灭现象。分析了铝含量的不同对Al/PTFE活性、材料的韧性、屈服强度和反应性能的影响。 徐锦仁[10]等提出了舰船可用含能反应式破片来防御超高速导弹的设想，并对含能反应式破片技术的可行性进行了分析。从“含能破片材料”的材料性质、作用机理和特点出发，提出了将“含能破片材料”作为战斗部对目标进行高速穿透打击，致使目标遭受来自“含能破片”化学能量快速释放的爆炸性打击和动能打击进行反导的设想，并介绍了相关的作用机理以及美国相应研究机构试验情况。 北京理工大学的王海福[11,12]课题组对MESMs形成的含能破片的冲击反应宏观特性(不同冲击速度下的反应效率)进行了实验研究。南京理工大学张先锋[13,14]等对MESMs的冲击压缩反应特性及反应行为进行了研究，分别建立了考虑孔隙及多组分特性的MESMs冲击物态方程和冲击反应理论模型，利用准密闭反应容器开展了MESMs冲击释能效率实验，并开展了MESMs冲击压缩细观行为模拟方法初步研究。同时国内学者还将MESMs作为毁伤元开展了一系列的威力验证实验，验证实验均表明，相对于传统破片材料，MESMs毁伤元在对不同目标的侵彻、引爆、引燃毁伤能力方面都有其明显的优势。论文网 (责任编辑：qin) |