多功能含能结构材料性能与表征影响因素研究(2)
3.3 准静态压缩实验结果分析 21
3.4 本章小结 22
4 试件的表征分析 23
4.1 扫描电子显微镜工作原理 23
4.2 电镜照片的分析 25
4.3 本章小结 29
5 结束语 31
结 论 32
致 谢 33
参考文献 34
1 绪论
1.1 研究背景及意义
多功能含能结构材料(Multifunctional Energetic Structural Materials, MESMs)通常由一种金属、多种金属或金属与非金属的混合物经粉末压实、真空烧结等工艺方法形成，具有一定的强度、硬度和质量密度特性，在冲击作用下可发生化学反应并伴随释放大量热量，又称含能金属材料或反应金属材料[1]。因此，含能结构材料在军事领域具有良好的应用前景，可以利用这类材料制成战斗部的毁伤元部件(如含能破片、反应金属药型罩)，利用其反应释能特性提高毁伤元对目标的综合毁伤效果。另外，也可以利用这类材料作为冲击防护材料，利用其反应释能特性提高防护效果[2]。
在国外，学者从上世纪末就开始尝试应用含能材料破片作为新型毁伤元。这类材料与传统材料相比，当这类由含能材料组成的毁伤元高速碰撞和侵彻目标时，材料因受冲击作用发生化学反应，释放大量能量并可能引起爆炸、燃烧等附加二次效应获得更理想的毁伤效果。而当将其作为战斗部材料时，因工艺简单、成本较低，而且具有发射时安定冲击着靶瞬间释能并产生附带毁伤的特点，在军事领域具有重要的应用前景。多功能含能结构材料一旦实现工程化应用，可将其作为新型高效毁伤战斗部应用在各类防空反导武器以及中、大口径高炮弹药之中。
常见的多功能含能结构材料涵盖了铝热剂(thermites)、金属间化合物(intermetallics)、金属聚合物(metal polymer mixture)、亚稳态金属分子化合物(metastable intermolecular composites, MIC)等[3]。而常规的材料成型工艺方法如锻压、熔化浇铸、烧结等涉及材料高温过程都可能诱发含能材料发生化学反应而不适用于该类材料的成型和制备，所以通常选用压制成型、真空烧结等工艺方法来制备多功能含能结构材料。多功能含能结构材料的性能决定着它在工程上的应用，而制备工艺对于这类材料的性能及表征具有着重要的影响， 比如：材料的组分，配比，颗粒级配，烧结温度，冷却时的降温速率以及是否采用晶须增强等因素。因此探索多功能含能结构材料性能及表征的影响因素对于其工程应用、改善材料的性能都具有着重要的意义。
本文的研究工作正是在这一背景下开展的，从典型的多功能含能结构材料钨锆合金的制备工艺中寻找影响其性能及表征的因素，通过查阅相关文献，推测可能的影响因素，再在试件制备过程中控制相应的制备条件制备出多功能含能结构材料试件，利用扫描电子显微镜对试件表征进行分析，并通过静压实验和动态冲击压缩实验分析试件的力学性能。从而得出影响钨锆合金性能表征的因素，为改进其制备工艺，改善材料性能提出合理化的建议。
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.3 本文的主要内容
综上所述，国内学者对于聚四氟乙烯/铝（PTFE/Al）这种多功能含能材料的研究已经很多，其制备工艺对性能的影响研究也比较深刻，以及性能方面相关的实验验证也相对完善，而对于钨锆合金的研究却很少，仅有的也只是对合金性能方面的研究和测试，相应性能和表征的影响因素却不明确，而钨锆合金的性能要优于聚四氟乙烯/铝（PTFE/Al）这种多功能含能材料，本文将从钨锆合金这一多功能含能结构材料的制备工艺中探索其性能和表征的影响因素，为改善其材料性能提出合理化建议。本文主要内容如下：
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