铝粉尺寸对Al/PTFE反应材料反应机理和性能影响的实验研究

Al/PTFE reactive material has high energy density and its operational performance has been preliminarily verified, but its energy release rate can‘t completely meet the pursuit of weapons for higher damage effect. Change the size of aluminum particles in the reactive material is an important way to further enhance the reaction activity and the overall detonation performance of the material. In order to understand the effect of the particle size of aluminum powder on the comprehensive reaction performance of the reaction material, the microcosmic reaction behavior of Al/PTFE reactive materials with various sizes of aluminum particles and the development trend of macro reaction zone under artillery loading will be studied. Through these research work, the project will obtain the influence of aluminum particle size on the reaction mechanism of aluminum powder, and establish the relationship between the micro reaction mechanism and the macro reaction property of the reaction material. The research work of this project is expected to provide experimental evidence and data support for the selection of aluminum particle size in the design of reactive materials, and provide some references for efficient damage technology and protection engineering problems.

Al/PTFE反应材料具有极高的能量密度，其作战性能也得到了初步验证，但其能量释放速率还不能完全满足武器对于更高毁伤效果的追求。改变反应材料配方中铝粉颗粒的尺寸是进一步增强材料的反应活性及整体爆轰性能的重要途径。本项目为了了解铝粉颗粒尺寸对反应材料综合反应性能的具体影响，将对多种尺寸铝粉颗粒复合的Al/PTFE反应材料在激光烧蚀作用下的微细观反应行为、火炮加载下宏观反应区的发展趋势进行联合研究，获得铝粉颗粒尺寸对铝粉反应机理的影响规律，并建立其与反应材料宏观反应性能之间的联系。本项目的研究工作预期可为反应材料配方设计中铝粉颗粒尺寸的选择提供实验依据和数据支撑，同时为我国高效毁伤技术以及防护工程相关问题提供一定参考。

Al/PTFE反应材料具有极高的能量密度，其作战性能也得到了初步验证，但其能量释放速率还不能完全满足武器对于更高毁伤效果的追求，改变反应材料配方中铝粉颗粒的尺寸是进一步增强材料的反应活性及整体爆轰性能的重要途径。本项目为了了解铝粉颗粒尺寸对反应材料综合反应性能的具体影响，通过微细观实验和宏观实验相结合的方式对铝粉尺寸对Al-PTFE反应材料反应性能的影响规律进行了研究，获得了激光烧蚀下几种微纳米级铝粉掺杂下粉末型反应材料的反应性能变化数据，并成功制备了结构型反应材料，通过测量冲击加载波后粒子速度及瞬态温度变化对其宏观反应性能进行了验证。研究发现了微米尺度范围内，Al-PTFE粉末型和结构型反应材料均随着铝粉尺寸减小展现出反应性能逐渐增强的特性，但纳米级铝粉颗粒由于团聚效应的影响其反应性能反而出现了退化。所以，铝粉颗粒尺寸的减小是有利于提升Al-PTFE反应材料的反应性能，但要采用纳米级铝粉颗粒以进一步提升性能，则需要解决制备和使用过程中纳米颗粒团聚效应导致的反应退化问题。本项目的研究成果可为反应材料配方设计中铝粉颗粒尺寸的选择提供实验依据和数据支撑，同时为我国高效毁伤技术以及防护工程相关问题提供一定参考。