唐 宇，王睿鑫，李 顺，陈 进，刘希月，白书欣

（1. 国防科技大学空天科学学院，湖南 长沙 410073；2. 西安近代化学研究所，陕西 西安 710065）

1 引言

含能结构材料（Energetic structural materials，ESMs）是指具有一定的力学性能，在特定条件下能够诱发材料组元之间或组元与环境介质的高能量化学反应，释放出热量的材料［1-2］。含能结构材料具有“结构-能量一体化”的特点。在常温常压下，含能结构材料是惰性的结构材料；在极端条件下，如剧烈撞击、冲击等，含能结构材料被激活，引发组元之间或组元与环境介质的化学反应，产生具有毁伤效果的高温和高压，对目标进行二次毁伤。

根据材料的成分特点，含能结构材料主要可分为金属-氟聚物、金属-氧化物、金属-金属型和纯金属型四种类型。其中，金属-氟聚物（如Al-PTFE）、金属-氧化物（如Al-CuO）、金属-金属型（如Al-Ni）这三种复合材料因为可产生组元间的化学反应，具有很好的能量释放效率，而最先成为含能结构材料研究的主流。如8 g的Al-Ni-CuO 弹丸以1400 m·s-1速度侵彻27 L 密闭靶箱后，产生的准静态超压接近0.2 MPa［3］。然而，复合物型含能结构材料因为没有形成物相间的强化学键，所以强度都远逊于传统结构材料，难以作为真正承载的结构件使用。

为此，研究者开始尝试具有更高理论强度的单相金属型含能结构材料。其中的典型代表是Zr基非晶合金。2006 年，Walters 等［4］将Zr57Nb5Cu15.4Ni12.6Al10作为药型罩，研究了聚能射流形态和破甲性行为，发现非晶合金侵彻时产生横向破坏作用。Gilbert 等［5］在夏比冲击实验（Charpy impact test）中发现，Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金动态断裂过程由于剧烈的变形和氧化作用，产生剧烈的火光现象。……