冷轧成型Al/Ni 多层复合材料力学行为与冲击释能特性研究*
2019-06-21张先锋陈亚旭陈海华
熊 玮,张先锋,陈亚旭,丁 力,包 阔,陈海华
(1.南京理工大学机械工程学院,江苏 南京 210094;2.陆军装备部,北京 100072)
Al/Ni 材料是一种典型的含能结构材料,近几年受到了广泛关注。在物理性能方面,Al/Ni 材料具有高熔点、高比强度等特性[1]。而在化学反应特性方面,在不同的温度或冲击加载条件下,该材料能发生化学反应并产生NiAl3、NiAl、Ni2Al3和Ni3Al 等不同的反应产物[2-3]。由于它兼具较好的力学性能和化学反应释能特性,Al/Ni 材料可广泛应用于含能破片、含能药型罩等含能毁伤元中,提高对目标毁伤效能,也可应用于冲击反应增韧防护材料中,提高其综合防护能力,因而在未来高效毁伤和防护技术上,它有非常广阔的应用前景[4-6]。
Al/Ni 材料通常通过粉末压制成型[7-9],该方法具有制备成本低、工艺简单的优点,而材料性能通常由原始粉末的形状、颗粒大小及所压制试件的密实度等决定。除此之外,由冷轧技术制备的Al/Ni 多层复合材料,也在近十年来受广泛的关注。Al/Ni 材料的冷轧技术指在一定压下量(>50%)下将相互间隔的Al 板和Ni 板进行轧制而结合在一起,把轧制板切割并再次叠加在一起重复轧制多道次的过程[10]。与粉末压制材料相比,Al/Ni 多层复合材料细观结构的不均匀性较为明显,且其冲击压缩特性除了与材料层的厚度相关,还与材料载荷方向相关[11-13]。Kelly 等[14]基于激光驱动飞片技术研究了Al/Ni 多层复合材料的冲击压缩特性,并结合高分辨透射电子显微镜(high resolution transmission electron microscopy,TEM),推测在材料内部的不均匀处更容易引发化学反应。……
