【摘 要】
：
铝/聚四氟乙烯（Al/PTFE）含能材料是一种高能、钝感的复合材料。由于其具有较好的力学特性、化学特性以及独特的释能特性,受到了国内外学者的广泛关注。钝感含能材料制成的破片在依靠动能对目标造成伤害的同时会释放大量的化学能加强对目标的毁伤效果,因此,含能材料在军事领域具有巨大的应用潜力。然而,传统配方Al/PTFE（Al,PTFE的质量比为26.5%:73.5%）含能材料的压缩强度不足、强冲击下的释
论文部分内容阅读
铝/聚四氟乙烯（Al/PTFE）含能材料是一种高能、钝感的复合材料。由于其具有较好的力学特性、化学特性以及独特的释能特性,受到了国内外学者的广泛关注。钝感含能材料制成的破片在依靠动能对目标造成伤害的同时会释放大量的化学能加强对目标的毁伤效果,因此,含能材料在军事领域具有巨大的应用潜力。然而,传统配方Al/PTFE（Al,PTFE的质量比为26.5%:73.5%）含能材料的压缩强度不足、强冲击下的释能机理尚不明确,已成为限制氟聚物基含能材料工程应用的关键问题。本文通过调节Al/PTFE含能材料中Al颗粒的粒径以及添加增强体（Zr纤维丝）的方式对Al/PTFE含能材料的动态力学性能进行调控;通过实验测试和理论分析,研究了Al/PTFE含能材料的动态力学性能和高速撞击下的释能特性。取得的主要研究成果如下:（1）构建了由霍普金森压杆与高速摄像机组成的增强型Al/PTFE含能材料动态响应实验测试系统。利用二级轻气炮加载装置、自制准密闭容器、瞬态高温计、红外热像仪、超压传感器构建了冲击释能测量系统。（2）利用霍普金森压杆实验系统对微米级Al/PTFE和Zr（纤维丝）/Al/PTFE（Al,5um）含能材料的动态压缩力学性能进行了测试。在动态压缩过程中Zr（纤维丝）/Al/PTFE试件呈现出与Al/PTFE试件相似的弹塑性力学行为,Zr纤维的添加可以提高Al/PTFE的动态压缩力学性能。当Zr纤维的体积占到试件总体积的3%时,含能材料的压缩强度（或抗压强度）由64MPa提升至110MPa,提高幅度约为70%,且含能材料的起爆方式为热点起爆。（3）制备了Al颗粒粒径为50nm的Al/PTFE和Zr（纤维丝）/Al/PTFE含能材料（Zr纤维的体积分数为4%,16%,29%）,研究了Zr纤维丝的体积分数对Al/PTFE含能材料动态力学性能、内部微观形貌及冲击反应释能特性的影响规律。结果表明:Al/PTFE含能材料的压缩强度随Zr纤维丝体积分数的增加而增大,当Zr纤维丝的体积分数为29%时,试件的压缩强度为282.1MPa。基于混合法则阐明了Al/PTFE含能材料的增强机理,并得出了Zr纤维含量与试件强度之间的关联规律。研究了Al/PTFE和Zr（纤维丝）/Al/PTFE的冲击释能特性,揭示了试件Zr纤维含量对破坏形态、能量耗散特性的影响规律。（4）利用红外热像仪对Zr（纤维丝）/Al/PTFE含能材料冲击反应温度场演化过程进行了记录,撞击过程中着靶点周围温度快速上升,之后随着气体的膨胀和热交换恢复到常态,最高温度约1200k。开展了不同加载速度下Zr（纤维丝）/Al/PTFE含能弹丸冲击释能实验,得到了Zr（纤维丝）/Al/PTFE含能弹丸在1.25km/s、1.44km/s、1.7km/s、1.85km/s速度下单位质量反应释能,分别为7466.16k J、8981.61k J、9020.11k J、8468.52k J。
其他文献
70年代NASA的兰利中心发现,流体流过具有筋条结构的表面时表面阻力比光滑表面低8-10%。因此为了将微结构应用于零件表面,国内外学者们采用了各种方法制造微结构表面,例如:激光、压印、化学蚀刻、微铣加工、3D打印、电火花线切割等等,然而以上加工方法在面对大批量生产和难加工材料零件制造时或多或少存在一些问题,同时磨削因为具有高精度与高效率且超硬磨料能够加工各种难加工材料的优点而备受关注。磨削微结构的
石墨烯（Gr-Graphene）作为21世纪人类发现的性能最优异的新型材料之一,具有高强度、高弹性模量以及良好的导热和导电性能,有着“新材料之王”的美誉。过往的研究者曾将石墨烯作为增强相添加到金属、聚合物、无机化合物中,以此来探究石墨烯的优异性能是否在形成复合材料之后会得到继承,最后得到的试验结果都是肯定的-石墨烯可以作为一种性能优异的增强相来改变复合材料的各方面性能。过共晶Al-Si合金和普通钢
本文中采用7075Al合金粉为基体,石墨烯、石墨烯/SiC混杂、石墨烯包覆SiC、镀铜石墨烯四种材料作为增强相,通过高能球磨的方法制备了铝合金与增强相的复合粉末,热压烧结成型后,再经过固溶、时效处理的方法,以获得最终的铝基复合材料。首先对7075Al合金和石墨烯增强铝基复合材料进行表征,利用阿基米德排水法测试了样品密度;通过XRD、SEM以及EDS分析,界面之间具有良好的结合且没有Al4C3生成;
环氧树脂基复合材料因为其低密度、高强度、易于加工等优点在航空航天以及各类轻质化需求领域得到广泛的应用。相较于传统热压罐固化技术,微波固化以其耗时短、能耗低、设备成本低的优点,具备更加广阔的应用前景。本文采用E-51环氧树脂,聚酰胺651与三乙烯四胺作为固化剂,玄武岩纤维和自制铁氧体为增强材料,KH-550作为表面改性剂,分别采用微波固化和热固化方法制备复合材料;应用正交实验优化实验过程,比较微波固
C/C复合材料具有低密度、高比模量、高比强度、高韧性、耐烧蚀及耐热冲击、低热膨胀、抗热震等优点,且在高温的情况下力学性能较好,被认为是最有发展前途的高温材料之一。但C/C复合材料抗氧化性能较差,在有氧情况下370℃左右开始氧化,480℃以上开始燃烧。一般采用耐高温氧化涂层或掺杂改变基体的方法来改善C/C复合材料的抗氧化性能。本论文以C/C复合材料作为基材,分别采用电镀和磁控溅射方法制备Ni与ZrN
目前,Cd3As2作为一种新型狄拉克材料被发现,在未来量子计算机和自旋电子学中具有巨大的应用价值,近年来已成为材料科学和凝聚态物理领域的研究热点。随着研究的不断深入,制备出高质量的Cd3As2纳米结构仍具有较大的难度,本文采用化学气相沉积法制备Cd3As2纳米结构,通过调控蒸发源的温度、生长时间、生长压力等因素,制备得到高质量Cd3As2纳米结构,通过Mn3As2掺杂,成功制备出Cd3-xMnxA
活性材料是指一类具有高能量释放与力学性能的新型含能材料,由金属/金属或金属/聚合物组成,具有良好的动能和化学能的双重耦合特性。本文采用粉末冶金技术制备了Ni-Al-W活性材料,通过调整粉末粒径、烧结工艺制备了不同的活性材料,利用XRD、DSC、SEM、万能材料试验机等系列表征手段,对Ni-Al-W活性材料的宏观释能特性、力学性能和微观结构的扩散行为进行了研究。首先,通过选取不同粒径的Al粉（0～5
采用激光熔覆沉积（laser cladding deposition,LCD）技术成形颗粒增强钛基复合材料,选用TC4钛合金作为复合材料基体,TiB作为增强相。利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪等试验仪器,分析了增材制造钛基复合材料物相组成与组织形貌。使用万能试验机进行拉伸试验,结合拉伸试验结果对复合材料的力学性能进行分析。结果表明,以TiB为增强相的激光熔覆沉积TC4钛合金复合
激光加工技术利用高能量的激光束照射材料表面实现对材料的加工,其加工方式为非接触式。由于加工过程中能量集中,所以加工精度高且较为安全可靠。与连续激光以及长脉冲激光相比,飞秒脉冲激光的脉宽为飞秒量级,单脉冲的峰值功率密度极高,在材料精密加工方面具有独特的优势。目前,飞秒激光已在半导体材料、金属、电介质材料以及聚合物等众多固体材料的加工处理中得到广泛应用。对于废弃弹药、发射药等含能材料而言,传统的处理方
碳纤维树脂基复合材料因为其良好的力学性能,并具有轻量化、耐腐蚀性和耐久性等优异性能,被广泛应用于海洋风电叶片领域,所以研究其在海洋环境下的耐腐蚀性能意义重大。本文通过RTM（液体传递模塑）工艺制备以692P-1K和692-2K环氧树脂为基体,以12K-T300碳纤维编织布为增强体的碳纤维树脂基复合材料。本文通过对692-2K和692P-1K两种环氧树脂和12K-T300碳纤维进行表征、RTM工艺优