活性材料是一種能夠在沖擊載荷作用下發(fā)生強烈爆燃反應(yīng)并釋放出大量能量的含能材料,與傳統(tǒng)的含能材料相比反應(yīng)材料還具有較高的機械強度和穩(wěn)定性。由于該類材料兼具一定的機械強度和釋能的雙重特性,因此可作為結(jié)構(gòu)材料替代彈藥中的惰性金屬結(jié)構(gòu)(如戰(zhàn)斗部殼體、聚能藥型罩等)。然而,現(xiàn)階段對該類材料的理論研究還不夠深入,本文以鋁/聚四氟乙烯(Al/PTFE)活性材料為研究對象,采用理論分析和實驗相結(jié)合的方法,圍繞該活性材料的動力學(xué)特性及反應(yīng)釋能等方面開展研究。開展Al/PTFE試件的制備及微觀分析的研究;構(gòu)建分離式霍普金森壓桿(SHPB)系統(tǒng),對Al/PTFE試件的動態(tài)壓縮特性進行實驗研究;在Al/PTFE活性彈丸沖擊反應(yīng)釋能分配方面,建立與實際沖擊誘發(fā)反應(yīng)過程相適應(yīng)的能量分配關(guān)系,確定各部分能量的評價方法;基于Al/PTFE活性彈丸沖擊反應(yīng)釋能的能量分配關(guān)系,定量評價不同Al粒徑的沖擊反應(yīng)釋能,以及活性彈丸撞擊靶板誘發(fā)反應(yīng)的總釋能及各部分能量分配結(jié)果。取得的主要研究成果如下:(1)建立了Al和PTFE的粒徑匹配模型,確定了PTFE和2種Al粉原料的顆粒粒徑分別為34μm、1.5μm和100μm;根據(jù)一般...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 活性材料的特性
    1.3 活性材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 在制備工藝方面
        1.3.2 在動態(tài)力學(xué)性能方面
        1.3.3 在沖擊反應(yīng)釋能方面
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 Al/PTFE試件的制備及微觀分析
    2.1 原料的選擇與配比
        2.1.1 原料的選擇
        2.1.2 配比的確定
        2.1.3 粒徑的匹配
    2.2 制備工藝
        2.2.1 原料混合
        2.2.2 混料壓制
        2.2.3 藥柱的燒結(jié)冷卻
    2.3 試件微觀分析
        2.3.1 PTFE層包覆Al顆粒厚度的理論推導(dǎo)
        2.3.2 不同鋁粉顆粒粒徑Al/PTFE試件的微觀分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 Al/PTFE試件的動態(tài)壓縮力學(xué)特性
    3.1 分離式霍普金森壓桿實驗系統(tǒng)
    3.2 分離式霍普金森壓桿系統(tǒng)的參數(shù)確定
        3.2.1 壓桿的材料選擇和尺寸確定
        3.2.2 試件尺寸的確定
        3.2.3 波形整形器的確定
        3.2.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)置
    3.3 試件的動態(tài)壓縮力學(xué)特性及微觀分析
        3.3.1 單一粉體顆粒試件的動態(tài)壓縮強度分析
        3.3.2 不同鋁粉顆粒粒徑Al/PTFE試件的動態(tài)壓縮強度及微觀分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Al/PTFE活性彈丸沖擊反應(yīng)釋能的評價模型
    4.1 沖擊反應(yīng)釋能分配關(guān)系
    4.2 沖擊反應(yīng)釋能實驗系統(tǒng)的構(gòu)建
    4.3 容器內(nèi)氣體焓變的評價方法
        4.3.1 容器內(nèi)氣體焓變的理論計算
        4.3.2 容器內(nèi)氣體超壓與溫度的測試方法
    4.4 預(yù)留彈孔噴射氣體焓的評價方法
    4.5 容器壁內(nèi)能變化的評價方法
        4.5.1 容器壁內(nèi)能變化的理論計算
        4.5.2 容器壁溫升的測試方法
    4.6 本章小結(jié)
第5章 Al/PTFE活性彈丸沖擊反應(yīng)釋能的定量評價
    5.1 實驗基本參數(shù)
    5.2 容器內(nèi)氣體焓變的定量評價
        5.2.1 容器內(nèi)氣體的超壓和輻射溫度
        5.2.2 反應(yīng)過程中氣體比熱容和摩爾數(shù)的確定
        5.2.3 容器內(nèi)E₁ 的定量評價
    5.3 噴射氣體內(nèi)能E_2i的定量評價
    5.4 容器壁吸收內(nèi)能的定量評價
        5.4.1 容器壁傳熱過程的數(shù)值模擬
        5.4.2 容器壁吸收內(nèi)能E₃ 的計算
        5.4.3 容器壁吸收能量的時程曲線
    5.5 噴射氣體和彈丸碎片的動能定量評價
    5.6 總釋能的定量評價
        5.6.1 總釋能E的時程曲線
        5.6.2 彈丸沖擊反應(yīng)釋能E的分配結(jié)果
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：3769211