【摘 要】
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含能材料Al/PTFE以其独特的钝感、热稳定性、高能、高强度以及良好的的安全性被世界各国科研工作者认为是一种新型的含能材料。利用含能材料Al/PTFE制成的反应破片在炸药爆炸驱动作用下生成含能侵彻体,不仅具有良好的冲击侵彻作用,而且对目标能够实现爆炸冲击和高温引燃等“打击及毁灭”的二次高效毁伤效果。为了对含能材料Al/PTFE的烤燃响应特性及反应释能进行研究,本文采用自行搭建的实验及测试系统,分别
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含能材料Al/PTFE以其独特的钝感、热稳定性、高能、高强度以及良好的的安全性被世界各国科研工作者认为是一种新型的含能材料。利用含能材料Al/PTFE制成的反应破片在炸药爆炸驱动作用下生成含能侵彻体,不仅具有良好的冲击侵彻作用,而且对目标能够实现爆炸冲击和高温引燃等“打击及毁灭”的二次高效毁伤效果。为了对含能材料Al/PTFE的烤燃响应特性及反应释能进行研究,本文采用自行搭建的实验及测试系统,分别开展了稳定热源加载下两种不同配方(ωAl=26.5%和ωAl=50%)Al/PTFE含能药柱开口箱体烤燃实验、稳定热源加载下两种不同配方Al/PTFE混料密闭罐体烤燃实验和电点火加载下传统配方Al/PTFE(ωAl=26.5%)混料密闭罐体做功实验,分析了含能材料Al/PTFE的爆燃反应过程,结合相关理论建立了含能材料Al/PTFE做功及释能模型。在稳定热源加载下Al/PTFE含能药柱开口箱体烤燃实验中,得到了不同配方Al/PTFE的爆燃反应过程中的点火温度阈值、点火时间、反应持续时间和火焰中心最高温度等热响应参数。实验结果表明:相对于药柱(ωAl=50%),药柱(ωAl=26.5%)中的Al与PTFE相互融渗性更好,组分之间接触更均匀,导致爆燃后火焰中心温度及火焰面积较高,点火时间和反应持续时间更短,烤燃响应更加剧烈。在稳定热源加载下Al/PTFE混料密闭罐体烤燃实验中,基于释能理论模型得到了单位质量不同配方Al/PTFE的释能能力。实验结果表明:Al/PTFE(ωAl=26.5%)混料爆燃过程中密闭罐体的平均温升、混合气体的温度和超压均比Al/PTFE(ωAl=50%)混料要高;单位质量Al/PTFE(ωAl=26.5%)混料的释能能力为9.36k J/g,远远高于Al/PTFE(ωAl=50%)混料的释能能力6.57k J/g。在电点火加载下传统配方含能材料Al/PTFE(ωAl=26.5%)混料密闭罐体做功实验中,获得了单位质量Al/PTFE的做功及释能能力。实验结果表明:单位质量的Al/PTFE(ωAl=26.5%)混料最大做功能力和释能能力与装药量无关,分别为4.83k J/g和12.48k J/g;电点火加载相对于稳定热源加载单位质量Al/PTFE(ωAl=26.5%)混料释能更大,爆燃反应更剧烈,能够满足新形势下对战术武器装备提出的高效毁伤要求。
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