Al/PTFE活性破片冲击起爆释能特性研究
发布时间：2021-04-07 19:38
为了进一步提高导弹战斗部的杀伤威力,越来越多的研究机构开始重视在战斗部上使用活性材料的问题,而活性金属材料便是最佳的选项之一,由其制成的活性毁伤元同时拥有金属的力学强度、高能炸药的化学能量以及惰性材料的安全性,这些特点让活性金属材料应用在战斗部时,不仅能提高毁伤威力,而且不需要对弹体原有的结构设计做出太大的改变,因而受到了广泛的关注。活性破片指的是由活性金属材料制备而成的预制破片,在实验研究中则通常将其制成圆柱形或球形的弹体,一般由两种以上的金属粉末,或金属粉末和聚合物基体粉末混合后,经高压压实、低温真空烧结等工艺方法制备而成,有一定的侵彻能力,仅在强冲击载荷作用下可发生剧烈化学反应并释放大量热量。毁伤目标过程中,活性破片能侵彻击穿目标,且能在目标内爆炸或爆燃,对目标产生更大的毁伤效果,毁伤威力获得大幅度甚至是跨越性的提升。本论文将从实验、理论和仿真三方面来研究活性金属材料的释能特性,主要研究内容和结果如下:1.对活性弹体高速冲击准密闭反应容器的释能实验进行了研究。该实验的本质是模拟活性破片的真实应用,本文将该实验与烈性炸药在密闭容器内的静爆实验作对比,分析两个实验的相似之处和不同之处...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
防空导弹惰性破片和活性破片战斗部毁伤模式对比
湘潭大学硕士学位论文3物基混合物、金属/金属混合物、铝热剂、亚稳态分子化合物和氢化物等几种类型，其中前两种最为常见，也最为常用。典型活性材料样品的外观形貌如图1.2所示。图1.2典型活性材料样品因其同时具有金属力学强度和高能炸药反应释能的特点，使其在高效毁伤方面有着广泛的应用领域。由这种材料制造的战斗部，摧毁目标时，自身的重量使其具有足够的动能来侵彻目标外层壳体，且能在目标内部发生剧烈化学反应(爆炸或爆燃)，释放大量能量，通过动能侵彻和化学能内爆双重毁伤机理的耦合，对目标产生更大的毁伤效果，其毁伤模式如图1.3所示。图1.3活性破片毁伤模式活性材料有时候也被称为多功能含能结构材料，顾名思义，指的就是它具有多重特性，主要包括：(1)高强度、高密度特性。侵彻能力的强弱除受撞击速度影响外，还受弹体强度、密度的影响。高强度可以防止弹体侵彻过程中容易出现碎裂，高密度使弹体具有较重的质量，进而提升弹体的动能。主要通过调整组分成分与改善制备工艺来保证这一特性。提高强度常用的方法是将材料高压压实成形后再进行低温真空烧结，有时还会在压实前加入少量的粘接剂，制备过程中如何保证材料的均匀性及固体颗粒的大小等也会影响强度。提高密度常见的一种做法则是在组分配方里添加钨、锆、铪等重金属元素。(2)反应释能特性。活性破片最显著的特点是：破片侵彻目标过程中能适时发生爆炸或爆燃，释放大量热量，达到高效毁伤的效果。反应释能特性主要体现
湘潭大学硕士学位论文3物基混合物、金属/金属混合物、铝热剂、亚稳态分子化合物和氢化物等几种类型，其中前两种最为常见，也最为常用。典型活性材料样品的外观形貌如图1.2所示。图1.2典型活性材料样品因其同时具有金属力学强度和高能炸药反应释能的特点，使其在高效毁伤方面有着广泛的应用领域。由这种材料制造的战斗部，摧毁目标时，自身的重量使其具有足够的动能来侵彻目标外层壳体，且能在目标内部发生剧烈化学反应(爆炸或爆燃)，释放大量能量，通过动能侵彻和化学能内爆双重毁伤机理的耦合，对目标产生更大的毁伤效果，其毁伤模式如图1.3所示。图1.3活性破片毁伤模式活性材料有时候也被称为多功能含能结构材料，顾名思义，指的就是它具有多重特性，主要包括：(1)高强度、高密度特性。侵彻能力的强弱除受撞击速度影响外，还受弹体强度、密度的影响。高强度可以防止弹体侵彻过程中容易出现碎裂，高密度使弹体具有较重的质量，进而提升弹体的动能。主要通过调整组分成分与改善制备工艺来保证这一特性。提高强度常用的方法是将材料高压压实成形后再进行低温真空烧结，有时还会在压实前加入少量的粘接剂，制备过程中如何保证材料的均匀性及固体颗粒的大小等也会影响强度。提高密度常见的一种做法则是在组分配方里添加钨、锆、铪等重金属元素。(2)反应释能特性。活性破片最显著的特点是：破片侵彻目标过程中能适时发生爆炸或爆燃，释放大量热量，达到高效毁伤的效果。反应释能特性主要体现
【参考文献】：
期刊论文
[1]10-2s-1压缩应变率下Al-Teflon的反应现象[J]. 冯彬,方向,李裕春,王怀玺,毛益明. 含能材料. 2016(06)
[2]炸药在密闭空间中爆炸超压测试与分析[J]. 李鸿宾,金朋刚,郭炜,高赞,任松涛,严家佳. 科学技术与工程. 2013(28)
[3]单点测量密闭容器内冲击波超压的局限性研究[J]. 张俊锋,苏健军,李芝绒,任新联. 科学技术与工程. 2011(28)
[4]国外高效毁伤技术简析[J]. 徐露萍,李邦贵,胡米. 飞航导弹. 2010(12)
[5]反应金属冲击反应过程的理论分析[J]. 张先锋,赵晓宁,乔良. 爆炸与冲击. 2010(02)
[6]复合式反应破片对柴油油箱的毁伤效应试验研究[J]. 谢长友,蒋建伟,帅俊峰,门建兵,王树有. 高压物理学报. 2009(06)
[7]活性破片能量输出特性实验研究[J]. 王海福,刘宗伟,俞为民,王辉. 北京理工大学学报. 2009(08)
[8]核-壳结构Cu/Al微纳米复合材料与WO3的热反应性能[J]. 王毅,姜炜,程志鹏,张先锋,安崇伟,宋小兰,李凤生. 物理化学学报. 2007(11)
[9]高热剂在弹药销毁领域应用初探[J]. 易建坤,贺五一,吴腾芳,马海洋. 工程爆破. 2004(04)
博士论文
[1]活性材料动态力学性能及冲击反应机理研究[D]. 刘晓俊.北京理工大学 2017
[2]活性聚能侵彻体作用混凝土结构靶毁伤效应研究[D]. 肖建光.北京理工大学 2016
[3]活性破片侵彻引发爆炸效应及毁伤机理研究[D]. 肖艳文.北京理工大学 2016
[4]活性射流作用钢靶侵彻爆炸联合毁伤效应研究[D]. 张雪朋.北京理工大学 2016
[5]PTFE/A1含能反应材料力学性能研究[D]. 徐松林.国防科学技术大学 2010
[6]纳米及纳米复合材料在铝热剂中的应用研究[D]. 王毅.南京理工大学 2009
硕士论文
[1]Ni/Al微纳米含能材料的制备及反应性能研究[D]. 汤保同.南京航空航天大学 2017
[2]高速动能导弹发动机壳体用含能材料研究[D]. 林庆章.国防科学技术大学 2016
[3]Ni-Al金属反应材料的制备和性能研究[D]. 张度宝.南京航空航天大学 2016
[4]活性破片作用屏蔽装药引爆增强效应研究[D]. 梁君夫.北京理工大学 2016
[5]活性破片碰撞双层靶毁伤效应研究[D]. 黎勤.北京理工大学 2016
[6]Ni-Al-W活性复合材料组织与性能关系研究[D]. 宋丹丹.北京理工大学 2015
[7]活性材料增强侵彻体终点侵爆效应研究[D]. 殷艺峰.北京理工大学 2015
[8]可爆破片式反导技术研究[D]. 李杰.南京理工大学 2006
本文编号：3124070
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
防空导弹惰性破片和活性破片战斗部毁伤模式对比
湘潭大学硕士学位论文3物基混合物、金属/金属混合物、铝热剂、亚稳态分子化合物和氢化物等几种类型，其中前两种最为常见，也最为常用。典型活性材料样品的外观形貌如图1.2所示。图1.2典型活性材料样品因其同时具有金属力学强度和高能炸药反应释能的特点，使其在高效毁伤方面有着广泛的应用领域。由这种材料制造的战斗部，摧毁目标时，自身的重量使其具有足够的动能来侵彻目标外层壳体，且能在目标内部发生剧烈化学反应(爆炸或爆燃)，释放大量能量，通过动能侵彻和化学能内爆双重毁伤机理的耦合，对目标产生更大的毁伤效果，其毁伤模式如图1.3所示。图1.3活性破片毁伤模式活性材料有时候也被称为多功能含能结构材料，顾名思义，指的就是它具有多重特性，主要包括：(1)高强度、高密度特性。侵彻能力的强弱除受撞击速度影响外，还受弹体强度、密度的影响。高强度可以防止弹体侵彻过程中容易出现碎裂，高密度使弹体具有较重的质量，进而提升弹体的动能。主要通过调整组分成分与改善制备工艺来保证这一特性。提高强度常用的方法是将材料高压压实成形后再进行低温真空烧结，有时还会在压实前加入少量的粘接剂，制备过程中如何保证材料的均匀性及固体颗粒的大小等也会影响强度。提高密度常见的一种做法则是在组分配方里添加钨、锆、铪等重金属元素。(2)反应释能特性。活性破片最显著的特点是：破片侵彻目标过程中能适时发生爆炸或爆燃，释放大量热量，达到高效毁伤的效果。反应释能特性主要体现
湘潭大学硕士学位论文3物基混合物、金属/金属混合物、铝热剂、亚稳态分子化合物和氢化物等几种类型，其中前两种最为常见，也最为常用。典型活性材料样品的外观形貌如图1.2所示。图1.2典型活性材料样品因其同时具有金属力学强度和高能炸药反应释能的特点，使其在高效毁伤方面有着广泛的应用领域。由这种材料制造的战斗部，摧毁目标时，自身的重量使其具有足够的动能来侵彻目标外层壳体，且能在目标内部发生剧烈化学反应(爆炸或爆燃)，释放大量能量，通过动能侵彻和化学能内爆双重毁伤机理的耦合，对目标产生更大的毁伤效果，其毁伤模式如图1.3所示。图1.3活性破片毁伤模式活性材料有时候也被称为多功能含能结构材料，顾名思义，指的就是它具有多重特性，主要包括：(1)高强度、高密度特性。侵彻能力的强弱除受撞击速度影响外，还受弹体强度、密度的影响。高强度可以防止弹体侵彻过程中容易出现碎裂，高密度使弹体具有较重的质量，进而提升弹体的动能。主要通过调整组分成分与改善制备工艺来保证这一特性。提高强度常用的方法是将材料高压压实成形后再进行低温真空烧结，有时还会在压实前加入少量的粘接剂，制备过程中如何保证材料的均匀性及固体颗粒的大小等也会影响强度。提高密度常见的一种做法则是在组分配方里添加钨、锆、铪等重金属元素。(2)反应释能特性。活性破片最显著的特点是：破片侵彻目标过程中能适时发生爆炸或爆燃，释放大量热量，达到高效毁伤的效果。反应释能特性主要体现
【参考文献】：
期刊论文
[1]10-2s-1压缩应变率下Al-Teflon的反应现象[J]. 冯彬,方向,李裕春,王怀玺,毛益明. 含能材料. 2016(06)
[2]炸药在密闭空间中爆炸超压测试与分析[J]. 李鸿宾,金朋刚,郭炜,高赞,任松涛,严家佳. 科学技术与工程. 2013(28)
[3]单点测量密闭容器内冲击波超压的局限性研究[J]. 张俊锋,苏健军,李芝绒,任新联. 科学技术与工程. 2011(28)
[4]国外高效毁伤技术简析[J]. 徐露萍,李邦贵,胡米. 飞航导弹. 2010(12)
[5]反应金属冲击反应过程的理论分析[J]. 张先锋,赵晓宁,乔良. 爆炸与冲击. 2010(02)
[6]复合式反应破片对柴油油箱的毁伤效应试验研究[J]. 谢长友,蒋建伟,帅俊峰,门建兵,王树有. 高压物理学报. 2009(06)
[7]活性破片能量输出特性实验研究[J]. 王海福,刘宗伟,俞为民,王辉. 北京理工大学学报. 2009(08)
[8]核-壳结构Cu/Al微纳米复合材料与WO3的热反应性能[J]. 王毅,姜炜,程志鹏,张先锋,安崇伟,宋小兰,李凤生. 物理化学学报. 2007(11)
[9]高热剂在弹药销毁领域应用初探[J]. 易建坤,贺五一,吴腾芳,马海洋. 工程爆破. 2004(04)
博士论文
[1]活性材料动态力学性能及冲击反应机理研究[D]. 刘晓俊.北京理工大学 2017
[2]活性聚能侵彻体作用混凝土结构靶毁伤效应研究[D]. 肖建光.北京理工大学 2016
[3]活性破片侵彻引发爆炸效应及毁伤机理研究[D]. 肖艳文.北京理工大学 2016
[4]活性射流作用钢靶侵彻爆炸联合毁伤效应研究[D]. 张雪朋.北京理工大学 2016
[5]PTFE/A1含能反应材料力学性能研究[D]. 徐松林.国防科学技术大学 2010
[6]纳米及纳米复合材料在铝热剂中的应用研究[D]. 王毅.南京理工大学 2009
硕士论文
[1]Ni/Al微纳米含能材料的制备及反应性能研究[D]. 汤保同.南京航空航天大学 2017
[2]高速动能导弹发动机壳体用含能材料研究[D]. 林庆章.国防科学技术大学 2016
[3]Ni-Al金属反应材料的制备和性能研究[D]. 张度宝.南京航空航天大学 2016
[4]活性破片作用屏蔽装药引爆增强效应研究[D]. 梁君夫.北京理工大学 2016
[5]活性破片碰撞双层靶毁伤效应研究[D]. 黎勤.北京理工大学 2016
[6]Ni-Al-W活性复合材料组织与性能关系研究[D]. 宋丹丹.北京理工大学 2015
[7]活性材料增强侵彻体终点侵爆效应研究[D]. 殷艺峰.北京理工大学 2015
[8]可爆破片式反导技术研究[D]. 李杰.南京理工大学 2006
本文编号：3124070
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