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钨颗粒增强铝/聚四氟乙烯材料的冲击反应特性 被引量：24
1
作者 任会兰 李尉 +1 位作者 刘晓俊 陈志优 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期872-878,共7页
针对模压烧结法制备的4种不同配比的铝/钨/聚四氟乙烯(Al/W/PTFE)反应材料,采用分离式霍普金森压杆加载方法和高速摄影技术研究其冲击反应特性。实验结果表明:随着W含量的增加,反应材料的屈服强度和破坏强度提高;反应材料的应力-应变曲... 针对模压烧结法制备的4种不同配比的铝/钨/聚四氟乙烯(Al/W/PTFE)反应材料,采用分离式霍普金森压杆加载方法和高速摄影技术研究其冲击反应特性。实验结果表明:随着W含量的增加,反应材料的屈服强度和破坏强度提高;反应材料的应力-应变曲线分为弹性阶段、硬化阶段和破坏阶段,动态压缩特性具有明显的应变率效应;Al/W/PTFE反应材料的冲击反应过程可分为变形、破坏和燃烧反应;Al/W/PTFE反应材料中增加W含量,提高了材料的反应应变率阈值和比能量阈值。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 铝/钨/聚四氟乙烯反应材料 分离式霍普金森压杆 动力学特性 反应应变率阈值
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铝纤维增强铝/聚四氟乙烯活性材料力学性能及反应特性 被引量：1
2
作者 赵涵 任会兰 宁建国 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1573-1581,共9页
为研究纤维含量对铝(Al)/聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)力学性能及反应特性的影响,针对模压烧结法制备的铝纤维增强型活性材料,采用材料试验机和冲击加载实验技术开展静态、动态力学响应和冲击反应研究,并结合细观结构特征... 为研究纤维含量对铝(Al)/聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)力学性能及反应特性的影响,针对模压烧结法制备的铝纤维增强型活性材料,采用材料试验机和冲击加载实验技术开展静态、动态力学响应和冲击反应研究,并结合细观结构特征揭示纤维增强活性材料的变形失效机制。研究结果表明:Al纤维含量(质量比)为1%~4%时,随机分布的Al纤维抑制了基体内裂纹扩展,提高了Al/PTFE的静态屈服强度和动态抗压强度;Al纤维含量1%的动态力学性能最优,随着纤维含量的增加,Al纤维穿出基体的破坏是限制材料动力学性能持续增强的主要因素;在保证Al/PTFE理论释能不变的前提下,Al纤维的加入提高了Al/PTFE的冲击反应阈值,无纤维时最小反应比入射能为50.7 J/cm^(2),纤维含量增加至4%时提高到61.3 J/cm^(2),活性材料的冲击不敏感性得到提升。 展开更多
关键词 铝纤维 铝/聚四氟乙烯 活性材料 力学特性 反应阈值
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铝/聚四氟乙烯复合材料的研究进展 被引量：1
3
作者 张为鹏 郭惠丽 +3 位作者 付改侠 刘刚伟 任新联 胡宏伟 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1-6,13,共7页
系统综述了铝/聚四氟乙烯(Al/PTFE)复合材料的研究进展。就复合材料的动态力学性能而言,应变率越大,强度越高;复合材料中Al含量增加,弹性模量和屈服强度随之增加;温度升高,复合材料韧性增加,但动态压缩强度降低;铁粉、镍粉、钨粉、氧化... 系统综述了铝/聚四氟乙烯(Al/PTFE)复合材料的研究进展。就复合材料的动态力学性能而言,应变率越大,强度越高;复合材料中Al含量增加,弹性模量和屈服强度随之增加;温度升高,复合材料韧性增加,但动态压缩强度降低;铁粉、镍粉、钨粉、氧化铜、氢化钛、氢化锆等可以提高Al/PTFE复合材料的抗压强度。就复合材料的热性能而言,Al/n-PTFE的放热量远高于其他铝热剂,且纳米级铝粉与PTFE的反应性优于微米级铝粉。就复合材料的点火和燃烧性能而言,复合材料中PTFE的质量含量约35%时,燃烧压力最高,燃烧时间最短,中心火焰温度也最高;限域空心结构的复合材料样品燃烧优于实心、空心、核壳结构的样品;氢化钛、高氯酸铵、碳纳米管具有一定的助燃作用。就复合材料的冲击反应性能而言,加载应变率越高,材料反应延迟时间越小,反应越剧烈,且纳米级铝粉反应性和反应程度优于微米级铝粉;添加氧化物(三氧化铋、氧化铜、三氧化钼和三氧化铁)可以调节材料的能量释放特性。就复合材料的反应完全性而言,其作为弹丸发射速率越高,反应越完全;铝粉含量对反应完全性有非常显著的影响;氧化铜可以提高反应的完全性。就复合材料的应用场景而言,其对靶板的毁伤效果、纵火能力、提高推进剂力学性能和燃烧效率、作为防护材料的防护效果,比传统材料都有显著提高。此研究结果预计会对火炸药行业和战斗部行业从业者有重要的参考价值。 展开更多
关键词 铝/聚四氟乙烯复合材料 力学性能 热性能 点火和燃烧性能 冲击反应性 反应完全性 应用
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聚四氟乙烯基铝活性材料的热化学反应特性 被引量：10
4
作者 毛亮 叶胜 +2 位作者 胡万翔 姜春兰 王在成 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1962-1969,共8页
为获得聚四氟乙烯(PTFE)基铝(Al)活性材料的热化学反应性能,开展包含不同Al粒径的PTFE基Al活性材料在不同升温速率下的热化学反应实验。采用湿混工艺制备包含50 nm和10μm两种Al粒径的PTFE基Al活性材料,并利用差示扫描量热法与热重分析... 为获得聚四氟乙烯(PTFE)基铝(Al)活性材料的热化学反应性能,开展包含不同Al粒径的PTFE基Al活性材料在不同升温速率下的热化学反应实验。采用湿混工艺制备包含50 nm和10μm两种Al粒径的PTFE基Al活性材料,并利用差示扫描量热法与热重分析法分析它们在10℃/min、15℃/min、20℃/min、30℃/min升温速率下的热化学反应行为。结果表明:在10~30℃/min升温速率中,包含纳米Al颗粒的PTFE基Al试样都发生了反应放热,而包含微米Al颗粒的PTFE基Al试样在小于900℃时并未与PTFE分解产物发生反应;Al颗粒的加入会对PTFE的热分解起到一定催化作用;对于Al粒径为50 nm的PTFE基Al活性材料,随着升温速率的增大,反应放热峰的峰值温度不断向高温区移动(由10℃/min的578.9℃移动到30℃/min时的608.5℃),单位放热量逐渐增多(由10℃/min升温速率下的331.6 J/g升高到30℃/min升温速率下的641.3 J/g);研究结果对PTFE基Al活性材料的工程化应用具有参考意义。 展开更多
关键词 活性材料 热化学反应特性 聚四氟乙烯 铝粒径
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Al粒径对富铝聚四氟乙烯基铝活性材料冲击反应性能的影响 被引量：6
5
作者 胡榕 姜春兰 +3 位作者 毛亮 祁宇轩 蔡尚晔 胡万翔 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期48-56,共9页
为研究Al粒径对50%∶50%质量比的富铝聚四氟乙烯基铝(PTFE/Al)活性材料在中高应变率下的冲击反应行为的影响,采用模压烧结成型法制备了50 nm、10μm、70μm、200μm 4种Al粒径的PTFE/Al活性材料试件。基于分离式霍普金森压杆(SHPB)实验... 为研究Al粒径对50%∶50%质量比的富铝聚四氟乙烯基铝(PTFE/Al)活性材料在中高应变率下的冲击反应行为的影响,采用模压烧结成型法制备了50 nm、10μm、70μm、200μm 4种Al粒径的PTFE/Al活性材料试件。基于分离式霍普金森压杆(SHPB)实验,利用高速摄像机拍摄不同应变率加载下PTFE/Al活性材料的冲击反应过程,分析Al粒径对PTFE/Al活性材料的冲击反应特性影响。实验结果表明:随着Al粒径从50 nm增加到10μm,反应延迟时间增加可达40%,反应持续时间降低可达17%,同时PTFE/Al活性材料参与反应的量逐渐减少,反应激烈程度和能量释放不断降低,反应难以持续进行;当Al粒径增加到70μm时,难以在SHPB加载下发生反应;加载应变率对PTFE/Al活性材料的反应性能也有较大的影响,PTFE/Al活性材料的反应延迟时间随着加载应变率的提高而降低;加载应变率和Al粒径对PTFE/Al活性材料的冲击反应扩散、反应速率、反应程度均有较大影响,可通过调节Al粒径来调节其冲击反应性能。 展开更多
关键词 聚四氟乙烯基铝活性材料 Al粒径 分离式霍普金森压杆 冲击反应
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非平衡态Al/PTFE反应材料制备及其热性能 被引量：6
6
作者 潘剑锋 汪涛 +1 位作者 鱼银虎 张度宝 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期582-586,共5页
用机械合金化方法制备了Al-Ni-Ti-Zr非平衡态合金粉末。将制备的Al基非平衡态合金粉末与聚四氟乙烯(PTFE)微米粉混合压制制备了非平衡态Al-Ni-Ti-Zr/PTFE反应材料。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了球磨过程中粉末的相组成和... 用机械合金化方法制备了Al-Ni-Ti-Zr非平衡态合金粉末。将制备的Al基非平衡态合金粉末与聚四氟乙烯(PTFE)微米粉混合压制制备了非平衡态Al-Ni-Ti-Zr/PTFE反应材料。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了球磨过程中粉末的相组成和形貌特征。利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和选区电子衍射(SAED)分析了球磨后合金粉末的相结构。利用差示扫描量热法(DSC)分析了非平衡态Al/PTFE反应材料的热行为。结果表明:通过机械合金化方法可以制备出Al基非平衡态合金粉末。存在弥散在Al基非晶基体中的纳米级微晶岛状区域。在升温速率10 K·min^(-1)、空气气氛下,非平衡态Al/PTFE反应材料的反应峰值温度为495℃,放热峰积面积为1775 J·g^(-1)。连续升温条件下,非平衡态Al/PTFE反应材料的放热反应具有典型的动力学特征,通过Kissinger法计算的反应活化能E_c为309.1 kJ·mol^(-1)。 展开更多
关键词 反应材料 机械合金化 非平衡态 铝 聚四氟乙烯(PTFE)
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冲击载荷作用下Al/PTFE活性材料的非均相化学反应模型 被引量：2
7
作者 田伟玺 何源 +2 位作者 王传婷 郭磊 周杰 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期659-670,共12页
为了描述铝/聚四氟乙烯(Al/PTFE)活性材料冲击反应的能量释放行为,建立了可用于计算冲击引发化学反应行为的非均相化学反应动力学模型。在准密闭反应容器中进行了活性材料的冲击释能实验,测量了活性材料在800~1200 m/s冲击速度下的冲击... 为了描述铝/聚四氟乙烯(Al/PTFE)活性材料冲击反应的能量释放行为,建立了可用于计算冲击引发化学反应行为的非均相化学反应动力学模型。在准密闭反应容器中进行了活性材料的冲击释能实验,测量了活性材料在800~1200 m/s冲击速度下的冲击反应压力和能量释放持续时间。在非均相化学反应动力学模型中,考虑反应物初始冲击温度、颗粒粒径、反应增长速率和界面间的传质过程,对Al/PTFE活性材料的反应行为和能量释放特性进行了计算。反应行为计算结果表明,在500~1700 K初始温度区间,Al/PTFE活性材料的完全反应时间随初始温度的升高可以从s级减小至ms级。在相同初始温度下,随着金属颗粒尺寸增大,完全反应时间增加。界面化学反应对反应时间的贡献占比为50%~96%,表明界面化学反应是Al和PTFE间反应的主要控速步骤。能量释放特性的计算结果在趋势上符合实验结果,验证了非均质模型的合理性。 展开更多
关键词 冲击载荷 铝/聚四氟乙烯 活性材料 非均相反应 化学反应 初始冲击温度 颗粒粒径 反应增长速率
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TiH_2含量对Al/PTFE准静态压缩力学性能和反应特性的影响 被引量：15
8
作者 于钟深 方向 +4 位作者 高振儒 罗先南 吴家祥 张军 李裕春 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期720-724,共5页
为了研究铝/氢化钛/聚四氟乙烯(Al/TiH_2/PTFE)反应材料的力学性能和反应特性,采用冷等静压和真空烧结工艺制备了四种不同TiH_2含量(0%,5%,10%,20%)的试件,同时制备了不含活性Al颗粒的TiH_2/PTFE试件作为对比组,对所有试件开展了准静态... 为了研究铝/氢化钛/聚四氟乙烯(Al/TiH_2/PTFE)反应材料的力学性能和反应特性,采用冷等静压和真空烧结工艺制备了四种不同TiH_2含量(0%,5%,10%,20%)的试件,同时制备了不含活性Al颗粒的TiH_2/PTFE试件作为对比组,对所有试件开展了准静态压缩实验。得到了不同TiH_2含量下试件的应力应变曲线及反应率数据,并记录下了试件的反应现象。对反应残渣进行了X射线衍射(XRD)物相分析,讨论了材料的反应机理。结果表明,TiH_2含量对材料性能和反应率影响显著,当TiH_2含量为5%时,反应率达到90%,材料强度达到最大值108MPa,比Al/PTFE类材料强度高15.1%;在TiH_2和Al含量相同时,TiH_2颗粒对PTFE基体增强作用大于Al颗粒;与Al/PTFE相比,含TiH_2的试件反应时出现了特殊的燃烧火苗现象,且该现象随TiH_2含量增加逐渐明显;材料断裂尖端高温引发Al与PTFE反应,使TiH_2活化,释放出氢,生成Ti C,能量释放充分,达到其作为高能添加剂的目的。 展开更多
关键词 反应材料 铝/氢化钛/聚四氟乙烯(Al/TiH2/PTFE) 准静态压缩 力学性能 反应特性
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Al粒径对Al-PTFE准静压反应和落锤撞击感度的影响 被引量：9
9
作者 吴家祥 李裕春 +3 位作者 方向 王怀玺 冯彬 武双章 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期524-529,共6页
为探究Al粉粒径对铝-聚四氟乙烯(Al-PTFE)准静态压缩反应和落锤撞击感度的影响,采用模压烧结法制备了6类不同Al粒径的Al-PTFE反应材料试件,利用万能试验机和落锤仪对6类试件进行了对比实验并用高速摄影观察,得到了不同试件的应力应变曲... 为探究Al粉粒径对铝-聚四氟乙烯(Al-PTFE)准静态压缩反应和落锤撞击感度的影响,采用模压烧结法制备了6类不同Al粒径的Al-PTFE反应材料试件,利用万能试验机和落锤仪对6类试件进行了对比实验并用高速摄影观察,得到了不同试件的应力应变曲线及撞击感度数据,分析了Al粒径对Al-PTFE准静态压缩力学性能和落锤撞击感度的影响。结果表明,准静压实验中,Al粒径小于10μm的Al-PTFE试件发生反应,Al粒径大于10μm的试件未发生反应,落锤撞击实验中,6类试件均发生反应,随Al粒径增大,试件强度和感度随之减小,试件韧性先增后减,在6~7μm最大。在较低应变率(10-2~102 s-1)范围内,随Al粒径增大,Al-PTFE反应材料发生活化由易变难。 展开更多
关键词 反应材料 铝-聚四氟乙烯(Al-PTFE) 准静态压缩 力学性能 撞击感度
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