不同配比W/Zr活性材料冲击反应实验研究

刘晓俊，任会兰，宁建国

(北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081)

不同配比W/Zr活性材料冲击反应实验研究

刘晓俊，任会兰，宁建国

(北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081)

以W，Zr和ZrH2为原料，采用热压烧结工艺制备不同配比的W/Zr活性材料。通过分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对W/Zr材料进行动态压缩测试并记录其冲击引发反应过程，同时采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等对试件反应前后的物相、成分、微观形貌进行测试表征。结果表明：热压烧结制备的W/Zr活性材料结构较为致密，其相对密度≥87.5%；W/Zr活性材料准静态压缩强度≥1022MPa，破坏应变≤1%，为典型高强脆性材料；3组配比材料动态压缩强度均随应变率增加而提高，当冲击加载达到一定强度时，W/Zr材料破碎并与空气发生剧烈燃烧反应并生成ZrO2。

W/Zr；活性材料；热压；冲击反应

活性材料(reactive materials)最早由Montgomery[1]在其专利US3961576中提出，是一类实现战斗部高效毁伤的亚稳态含能材料。活性材料通常由两种或更多种非爆炸性固体材料组成，正常处置和存储时都保持惰性，而当受到强冲击加载时会发生化学反应并释放能量，产生燃烧、爆轰等效果，但与常规弹药不同的是活性材料并不能自持爆轰[2,3]。利用活性材料制备含能毁伤元—活性破片，其结合动能侵彻和内爆效应对目标造成致命打击，能够显著提高战斗部的毁伤效能[4]。美国海军水面作战中心(Naval Surface Warfare Center，NSWC)于2002年11月进行的地面静爆威力演示实验表明，活性破片战斗部对典型空中目标摧毁级杀伤半径是惰性破片战斗部的2倍，毁伤威力为惰性破片的5倍，化学潜能更是惰性破片平均动能的12倍[5,6]。……