兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (5): 1573-1581.doi: 10.12382/bgxb.2023.0101
收稿日期:
2023-02-20
上线日期:
2023-05-26
通讯作者:
基金资助:
ZHAO Han, REN Huilan*(), NING Jianguo
Received:
2023-02-20
Online:
2023-05-26
摘要:
为研究纤维含量对铝(Al)/聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)力学性能及反应特性的影响,针对模压烧结法制备的铝纤维增强型活性材料,采用材料试验机和冲击加载实验技术开展静态、动态力学响应和冲击反应研究,并结合细观结构特征揭示纤维增强活性材料的变形失效机制。研究结果表明:Al纤维含量(质量比)为1%~4%时,随机分布的Al纤维抑制了基体内裂纹扩展,提高了Al/PTFE的静态屈服强度和动态抗压强度;Al纤维含量1%的动态力学性能最优,随着纤维含量的增加,Al纤维穿出基体的破坏是限制材料动力学性能持续增强的主要因素;在保证Al/PTFE理论释能不变的前提下,Al纤维的加入提高了Al/PTFE的冲击反应阈值,无纤维时最小反应比入射能为50.7J/cm2,纤维含量增加至4%时提高到61.3J/cm2,活性材料的冲击不敏感性得到提升。
中图分类号:
赵涵, 任会兰, 宁建国. 铝纤维增强铝/聚四氟乙烯活性材料力学性能及反应特性[J]. 兵工学报, 2024, 45(5): 1573-1581.
ZHAO Han, REN Huilan, NING Jianguo. Mechanical Properties and Reaction Characteristics of Aluminum Fiber Reinforced Aluminum/polytetrafluoroethylene Reactive Material[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(5): 1573-1581.
编号 | Al纤维质量 占比/% | Al粉质量 占比/% | PTFE粉质 量占比/% | 密度/ (kg·cm-3) |
---|---|---|---|---|
AP-0 | 0 | 26.5 | 73.5 | 2239 |
AP-1 | 1 | 25.5 | 73.5 | 2231 |
AP-2 | 2 | 24.5 | 73.5 | 2225 |
AP-4 | 4 | 22.5 | 73.5 | 2228 |
表1 试件组分参数
Table 1 Parameters of specimen component
编号 | Al纤维质量 占比/% | Al粉质量 占比/% | PTFE粉质 量占比/% | 密度/ (kg·cm-3) |
---|---|---|---|---|
AP-0 | 0 | 26.5 | 73.5 | 2239 |
AP-1 | 1 | 25.5 | 73.5 | 2231 |
AP-2 | 2 | 24.5 | 73.5 | 2225 |
AP-4 | 4 | 22.5 | 73.5 | 2228 |
No. | Al纤维质量占比/% | 弹性模量/MPa | 屈服应力/MPa |
---|---|---|---|
1 | 0 | 227.1 | 15.8 |
2 | 1 | 302.2 | 19.1 |
3 | 2 | 331.4 | 20.4 |
4 | 4 | 396.8 | 21.2 |
表2 Al/PTFE力学参数
Table 2 Mechanical parameters of Al/PTFE
No. | Al纤维质量占比/% | 弹性模量/MPa | 屈服应力/MPa |
---|---|---|---|
1 | 0 | 227.1 | 15.8 |
2 | 1 | 302.2 | 19.1 |
3 | 2 | 331.4 | 20.4 |
4 | 4 | 396.8 | 21.2 |
最小反应比入射能与 最大未反应比入射能 | 编号 | 比入射能/ (J·cm-2) |
---|---|---|
AP-0 | 50.7 | |
最小反应比入射能 | AP-1 | 51.1 |
AP-2 | 53.9 | |
AP-4 | 61.3 | |
AP-0 | 49.5 | |
最大未反应比入射能 | AP-1 | 51.0 |
AP-2 | 54.9 | |
AP-4 | 63.4 |
表3 最小反应比入射能与最大未反应比入射能
Table 3 Minimum reaction specific incident energy and maximum unreacted specific incident energy
最小反应比入射能与 最大未反应比入射能 | 编号 | 比入射能/ (J·cm-2) |
---|---|---|
AP-0 | 50.7 | |
最小反应比入射能 | AP-1 | 51.1 |
AP-2 | 53.9 | |
AP-4 | 61.3 | |
AP-0 | 49.5 | |
最大未反应比入射能 | AP-1 | 51.0 |
AP-2 | 54.9 | |
AP-4 | 63.4 |
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