金属/聚四氟乙烯反应材料制备和动态力学特性

发布时间：2021-03-06 01:06

　　金属/聚合物反应材料是一种新型的多功能结构反应材料,这种材料一般是以聚四氟乙烯（PTFE）为基体、以活性金属为填料构成的复合材料。与传统含能材料不同的是,PTFE基反应材料在一般情况下是钝感的,具有一定的高温性能,各组分之间并不会发生反应并且不会与空气发生反应。但是在外界物理冲击作用效果下,该材料可以迅速发生反应,释放的能量可以大大提高侵彻穿甲效果且产生燃烧、类爆轰、内爆等显著的后效作用,提高了对目标的毁伤效果。本文就PTFE基反应材料的制备工艺、力学性能和反应特性方面进行研究。首先,对材料的制备工艺进行分析。材料的制备分为改性、混粉、干燥、成型和烧结五个步骤,以成型压力、颗粒尺寸、填料含量、烧结温度、烧结时间等为变量,结合准静态压缩实验,以最佳的压缩力学性能为目标,得出材料的最佳制备工艺。采用分离式霍普金森压杆（SHPB）试验方法,研究Zr/PTFE反应材料和Al/W/PTFE反应材料的动态力学特性。实验表明,当应变率上升时,材料的压缩强度显著上升,弹性模量和硬化模量变化不大。基于Johnson-Cook弹塑性本构模型,拟合出Zr/PTFE反应材料本构方程,然后以泡沫材料的本构模型建... 

【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 非含能PTFE材料研究概述
    1.3 反应材料研究概述
        1.3.1 国内研究概况
        1.3.2 国外研究概况
    1.4 实验方法研究现状
    1.5 本文研究的主要内容
第2章 反应材料的制备和准静态实验研究
    2.1 主要原材料和实验仪器
    2.2 试件设计与组分分析
    2.3 制备工艺
    2.4 制备工艺对Zr/PTFE反应材料的准静态力学性能影响
        2.4.1 烧结温度对Zr/PTFE反应材料准静态力学性能影响
        2.4.2 成型压力对Zr/PTFE反应材料准静态力学性能影响
        2.4.3 烧结时间对Zr/PTFE反应材料准静态力学性能影响
        2.4.4 表面改性对Zr/PTFE反应材料准静态力学性能影响
        2.4.5 填料尺寸对Zr/PTFE反应材料准静态力学性能影响
    2.5 不同Zr含量对Zr/PTFE反应材料的准静态力学性能的影响
    2.6 不同应变率对Zr/PTFE反应材料准静态力学性能的影响
    2.7 本章小结
第3章 反应材料SHPB实验研究
    3.1 SHPB测试方法
        3.1.1 SHPB实验装置
        3.1.2 SHPB数据处理方法
        3.1.3 SHPB波形整形
    3.2 Zr/PTFE反应材料的动态力学性能
    3.3 Zr/PTFE反应材料的动态本构方程
    3.4 Al/W/PTFE反应材料的动态力学性能
        3.4.1 W含量对Al/W/PTFE反应材料的动态力学性能影响
        3.4.2 应变率对Al/W/PTFE反应材料的动态力学性能影响
    3.5 Al/W/PTFE反应材料的动态本构方程
    3.6 本章小结
第4章 Al/W/PTFE反应材料的冲击引发特性
    4.1 W含量对Al/W/PTFE反应材料反应效果的影响
    4.2 W含量对Al/W/PTFE反应材料反应比能量阈值的影响
    4.3 冲击温升理论分析
    4.4 本章小结
第5章 反应材料SHPB实验的模拟仿真
    5.1 LS-DYNA简介
    5.2 SHPB建模
    5.3 数据计算分析
    5.4 本章小结
结论
    （1）总结
    （2）展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢



本文编号：3066172