PTFE基活性材料力学性能研究
发布时间：2021-10-28 13:02
PTFE基活性材料在高速撞击靶目标时,会发生剧烈的化学反应,释放出大量的热量。利用PTFE基活性材料制备的药型罩,具有可控的密度和高反应释能,有望实现较高穿深和大的破孔,但目前对于PTFE基活性材料药型罩动态加载作用下响应机理尚不明确。本论文旨在制备出一种具有高反应释能的PTFE基活性材料,并研究其准静态和动态响应特性,以支撑对大破孔药型罩的研制。主要研究内容如下:（1）根据药型罩穿深和扩孔要求,研究了多种活性材料在密度、热导率、反应强度和冲击释能效率上的差异,选择综合性能较好的Al和B做为活性材料作为研究重点并进行配方设计,通过对混合工艺、成型方式和烧结工艺（保温时间、保温温度、降温速率等）对材料物理性质的影响,设计了湿法混合、冷压成型、惰性气体氛围烧结等系列工艺制备活性材料试件。（2）利用电子式万能材料试验机测试了材料的常温准静态压缩力学性能。实验结果表明:不同配比的活性材料均为粘塑性模型材料,材料准静态压缩过程分为弹性阶段,强化阶段和软化阶段,屈服极限并不明显,W粉的添加提升了材料的屈服极限,Al和B粉组分的变化对材料的准静态力学性能影响较小。（3）利用分离式霍普金森系统（SHP...
【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】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
活性材料反应热量传递示意图
3）降温降温是将完成烧结的预成型品，从保温温度降至室温的过程。降温可分为自然温、缓慢降温（程序降温）和快速降温三种。在降温过程中，PTFE 树脂由无定型变为结晶相。降温时在其结晶速度最快的温度范围（约 315℃）中保温一段时间，使预成型品的结晶更为完全，从而提高其强度、相对密度与硬度[41]。降温速率的快慢受到制品大小的限制。本研究中试样的降温速率范围为 50℃/h。2. 试样制备过程（1） 粉末混合过程分别将 Al 粉（Al，粒径：0-10μm）、硼粉（B，粒径：0.5-10μm）两种粉末与四氟乙烯（PTFE）、W 粉（W,平均粒径：15-45μm）按照上文表中的配比混合，如2.6 所示用自封袋装取后轻微摔打，使运输过程中团聚的 PTFE 初步分散开，将干后的粉末倒入塑料容器中混合均匀后加入适量酒精，摇晃容器直至全部粉末粘着酒后放入混料机混合 12h，取出容器将湿混后的粉末倒入玻璃皿中平摊均匀，放入真干燥箱抽真空，在 59℃下烘干 12h。
3）降温降温是将完成烧结的预成型品，从保温温度降至室温的过程。降温可分为自然温、缓慢降温（程序降温）和快速降温三种。在降温过程中，PTFE 树脂由无定型变为结晶相。降温时在其结晶速度最快的温度范围（约 315℃）中保温一段时间，使预成型品的结晶更为完全，从而提高其强度、相对密度与硬度[41]。降温速率的快慢受到制品大小的限制。本研究中试样的降温速率范围为 50℃/h。2. 试样制备过程（1） 粉末混合过程分别将 Al 粉（Al，粒径：0-10μm）、硼粉（B，粒径：0.5-10μm）两种粉末与四氟乙烯（PTFE）、W 粉（W,平均粒径：15-45μm）按照上文表中的配比混合，如2.6 所示用自封袋装取后轻微摔打，使运输过程中团聚的 PTFE 初步分散开，将干后的粉末倒入塑料容器中混合均匀后加入适量酒精，摇晃容器直至全部粉末粘着酒后放入混料机混合 12h，取出容器将湿混后的粉末倒入玻璃皿中平摊均匀，放入真干燥箱抽真空，在 59℃下烘干 12h。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al/W/PTFE粒径级配关系对材料强度影响的实验研究[J]. 乔良,涂建,赵利军,龚苹,马爱娥,张先锋,张将,乔光利. 兵器材料科学与工程. 2014(06)
[2]含能材料药型罩的爆炸成型及毁伤作用[J]. 万文乾,余道强,彭飞,王维明,阳天海. 爆炸与冲击. 2014(02)
[3]多功能含能结构材料冲击压缩特性的理论计算[J]. 史安顺,张先锋,乔良,魏胜,张将,何源,何勇. 爆炸与冲击. 2013(02)
[4]Johnson-Cook本构方程的参数标定[J]. 李建光,施琪,曹结东. 兰州理工大学学报. 2012(02)
[5]含能破片战斗部毁伤效应研究[J]. 彭飞,余道强,阳世清,蒋建平,娄建,王维明. 含能材料. 2011(04)
[6]复合反应破片爆炸成型与毁伤实验研究[J]. 门建兵,蒋建伟,帅俊锋,王树有,崔进起. 北京理工大学学报. 2010(10)
[7]PTFE/Al含能复合物的本构关系[J]. 徐松林,阳世清,张炜,卢芳云. 爆炸与冲击. 2010(04)
[8]PTFE/Al反应材料的力学性能研究[J]. 徐松林,阳世清,徐文涛,张炜. 高压物理学报. 2009(05)
[9]活性材料PTFE/Al动态压缩性能[J]. 赵鹏铎,卢芳云,李俊玲,陈荣,徐松林,阳世清. 含能材料. 2009(04)
[10]PTFE/Al反应材料制备工艺及性能[J]. 阳世清,徐松林,张彤. 国防科技大学学报. 2008(06)
博士论文
[1]PBX的损伤、断裂及本构关系研究[D]. 罗景润.中国工程物理研究院 2001
硕士论文
[1]金属/氟聚物反应材料性能的研究[D]. 李玲琴.中北大学 2015
[2]PTFE/Cu材料的力学性能研究及应用[D]. 刘同鑫.中北大学 2015
[3]多功能含能结构材料动态力学性能研究[D]. 张将.南京理工大学 2013
本文编号：3462845
【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】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
活性材料反应热量传递示意图
3）降温降温是将完成烧结的预成型品，从保温温度降至室温的过程。降温可分为自然温、缓慢降温（程序降温）和快速降温三种。在降温过程中，PTFE 树脂由无定型变为结晶相。降温时在其结晶速度最快的温度范围（约 315℃）中保温一段时间，使预成型品的结晶更为完全，从而提高其强度、相对密度与硬度[41]。降温速率的快慢受到制品大小的限制。本研究中试样的降温速率范围为 50℃/h。2. 试样制备过程（1） 粉末混合过程分别将 Al 粉（Al，粒径：0-10μm）、硼粉（B，粒径：0.5-10μm）两种粉末与四氟乙烯（PTFE）、W 粉（W,平均粒径：15-45μm）按照上文表中的配比混合，如2.6 所示用自封袋装取后轻微摔打，使运输过程中团聚的 PTFE 初步分散开，将干后的粉末倒入塑料容器中混合均匀后加入适量酒精，摇晃容器直至全部粉末粘着酒后放入混料机混合 12h，取出容器将湿混后的粉末倒入玻璃皿中平摊均匀，放入真干燥箱抽真空，在 59℃下烘干 12h。
3）降温降温是将完成烧结的预成型品，从保温温度降至室温的过程。降温可分为自然温、缓慢降温（程序降温）和快速降温三种。在降温过程中，PTFE 树脂由无定型变为结晶相。降温时在其结晶速度最快的温度范围（约 315℃）中保温一段时间，使预成型品的结晶更为完全，从而提高其强度、相对密度与硬度[41]。降温速率的快慢受到制品大小的限制。本研究中试样的降温速率范围为 50℃/h。2. 试样制备过程（1） 粉末混合过程分别将 Al 粉（Al，粒径：0-10μm）、硼粉（B，粒径：0.5-10μm）两种粉末与四氟乙烯（PTFE）、W 粉（W,平均粒径：15-45μm）按照上文表中的配比混合，如2.6 所示用自封袋装取后轻微摔打，使运输过程中团聚的 PTFE 初步分散开，将干后的粉末倒入塑料容器中混合均匀后加入适量酒精，摇晃容器直至全部粉末粘着酒后放入混料机混合 12h，取出容器将湿混后的粉末倒入玻璃皿中平摊均匀，放入真干燥箱抽真空，在 59℃下烘干 12h。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al/W/PTFE粒径级配关系对材料强度影响的实验研究[J]. 乔良,涂建,赵利军,龚苹,马爱娥,张先锋,张将,乔光利. 兵器材料科学与工程. 2014(06)
[2]含能材料药型罩的爆炸成型及毁伤作用[J]. 万文乾,余道强,彭飞,王维明,阳天海. 爆炸与冲击. 2014(02)
[3]多功能含能结构材料冲击压缩特性的理论计算[J]. 史安顺,张先锋,乔良,魏胜,张将,何源,何勇. 爆炸与冲击. 2013(02)
[4]Johnson-Cook本构方程的参数标定[J]. 李建光,施琪,曹结东. 兰州理工大学学报. 2012(02)
[5]含能破片战斗部毁伤效应研究[J]. 彭飞,余道强,阳世清,蒋建平,娄建,王维明. 含能材料. 2011(04)
[6]复合反应破片爆炸成型与毁伤实验研究[J]. 门建兵,蒋建伟,帅俊锋,王树有,崔进起. 北京理工大学学报. 2010(10)
[7]PTFE/Al含能复合物的本构关系[J]. 徐松林,阳世清,张炜,卢芳云. 爆炸与冲击. 2010(04)
[8]PTFE/Al反应材料的力学性能研究[J]. 徐松林,阳世清,徐文涛,张炜. 高压物理学报. 2009(05)
[9]活性材料PTFE/Al动态压缩性能[J]. 赵鹏铎,卢芳云,李俊玲,陈荣,徐松林,阳世清. 含能材料. 2009(04)
[10]PTFE/Al反应材料制备工艺及性能[J]. 阳世清,徐松林,张彤. 国防科技大学学报. 2008(06)
博士论文
[1]PBX的损伤、断裂及本构关系研究[D]. 罗景润.中国工程物理研究院 2001
硕士论文
[1]金属/氟聚物反应材料性能的研究[D]. 李玲琴.中北大学 2015
[2]PTFE/Cu材料的力学性能研究及应用[D]. 刘同鑫.中北大学 2015
[3]多功能含能结构材料动态力学性能研究[D]. 张将.南京理工大学 2013
本文编号：3462845
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