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梯度压力分布活性材料准静态压缩特性

2021-05-19耿宝群郑元枫肖艳文余庆波葛超郭焕果王海福

北京理工大学学报 2021年4期

耿宝群, 郑元枫, 肖艳文, 余庆波, 葛超, 郭焕果, 王海福

(1.北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室,北京 100081;2.陆军装备部装备项目管理中心,北京 100072)

功能梯度材料是在特定方向上,材料特性随空间分布发生变化的一种复合材料[1]. 通过设计材料分布及微观结构,材料特性,如力学特性,热效应可以实现定向优化[2],是高速碰撞领域的热点研究方向之一[3-4].

活性材料是一种聚合物基高钝感、高含能量的含能材料[5]. 弹道碰撞实验中,活性材料破片可以有效贯穿靶板,在撞击载荷作用下材料发生塑性变形并激活,一定弛豫时间内碎片云状的活性剩余侵彻体剧烈反应,在在靶后形成反应区[6],实现对目标的动能和化学能联合高效毁伤,被认为是杀伤战斗部中惰性金属的潜在替换材料.

通过改变材料成型过程,均一的活性材料的毁伤能力还有极大提升空间[7]. 现阶段材料工艺研究集中在模制压力,烧结温度等因素对均一活性材料的力学特性及冲击响应特性的优化设计[8-9]. 对于梯度压力分布活性材料力学特性实验研究及机理分析,结论性研究成果未见公开发表.

在本文中,采用梯度压力成型的方法制备了一种3阶梯度压力分布活性材料,并对其准静态力学特性及失效行为进行研究,为活性材料功能梯度化设计提供有益参考.

1 材料制备

实验用PTFE粉和Al粉以零氧平衡配比(PTFE质量分数73.5%/Al质量分数26.5%)混合制备初始粉体,其中Al粉颗粒(FLPA 630型)平均粒径尺……

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