黄骏逸，方 向，李裕春，吴家祥，任俊凯

(陆军工程大学野战工程学院， 江苏 南京 210007)

引 言

聚四氟乙烯/铝(PTFE/Al)是一种典型的反应材料(Reactive Materials，RMs)或者冲击引发的含能材料，其能量密度高(21GJ/m3)[1]，放热量大(8665kJ/kg)[2]，并具有独特的能量释放特性和优异的理化性能[3]，因此在军事及民用领域都具有极高的应用价值。但由于其密度小、强度低、安全性差，因此很多学者尝试在PTFE/Al的基础上加入钨(W)、镍(Ni)等金属来提高其结构强度，并对这些三元含能材料的力学和反应性能进行了广泛研究[4-11]。乔良等[4]基于准静态压缩试验，研究了PTFE/Al/W复合材料的宏观强度受材料粒径、材料配比、级配关系的影响，认为颗粒尺寸级配关系是决定PTFE/Al/W材料强度的关键，尺寸相近的颗粒级配关系呈更高的材料宏观强度，加入质量分数20%尺寸与Al颗粒相近的W可使PTFE/Al的屈服强度提高33.3%；Cai等[5]运用动态压缩试验研究了PTFE/Al/W复合材料在高应变和高应变率下的力学响应，认为PTFE基体剧烈的塑性变形引起了材料的失效，W颗粒与PTFE基体之间的界面分离导致裂纹的产生和传播；Wang等[6]在PTFE-Al的基础上加入Ni，运用单轴静压和分离式霍普金森压杆(SHPB)在应变率0.01～3000s-1的范围内研究了PTFE/Al/Ni结构材料的力学性能，并拟合了本构方程。也有学者在PTFE-Al的基础上加入石墨烯来提高材料的冲击感度，如加入质量分数15%的石墨烯就能够使得PTFE/Al发火所需能量减少25%[12]。这些添加物(W、Ni、C等)的加入，提高了PTFE-Al材料的结构强度或撞击感度，但降低了材料的能量密度以及能量释放效率。

在PTFE/Al材料中添加一定量的金属氧化物(Fe2O3、CuO、MoO3、MnO2、Bi2O3等)，不仅能提高材料的密度和结构强度，还能在一定条件下引发铝热反应，大大提高材料的能量释放效率[13-14]。……