爆炸加载Al/Ni活性材料的准静态力学行为

徐 涛，何 源，焦俊杰，何 勇，王传婷，杨相礼，田伟玺

(南京理工大学 智能弹药技术国防重点学科实验室， 南京 210094)

1 引言

活性材料又称多功能含能结构材料，是指一种或多种金属通过一些特定的工艺制备，受到强烈的冲击加载时能发生化学反应释放能量，出现燃烧、爆轰等现象的金属化合物[1]。最早以活性破片的形式在Hugh E[2]的专利中提出。由于其制造成本低、运输储存安全性高、综合毁伤性能好等特点，被认为是防空反导战斗部构件的最佳材料，受到世界各国武器弹药研究机构的高度关注[3-4]。活性材料的研究者，往往希望活性材料作为破片在撞击目标时依靠撞击的冲击压力引发反应，保证在穿透目标之后引燃引爆后效物。而在此之前，活性材料会受到炸药爆炸产生的强冲击的直接作用，因此活性材料的力学行为和释能特性会受到一定程度的影响。但针对活性材料受到爆炸冲击后材料性能的变化的研究并不常见，研究爆炸加载对活性材料的影响有利于建立活性材料完整的作用过程，对建立完善的冲击起爆模型以及战斗部的设计具有重要的指导意义。

Al/Ni复合材料具有低密度、高熔点、高强度体重比和优秀的能量释放能力等优势，在不同温度、不同冲击压缩条件下发生化学反应并生成如NiAl3、NiAl、Ni2Al3或Ni3Al[5]。Al/Ni体系在外界条件刺激(加热、电流、激光等)下能发生放热反应，反应热为-118.4 kJ/mole[6]。Cheng ji等[7]使用累积叠轧焊的工艺制作了Al/Ni活性材料，并设计准密闭容器实验，发现Al/Ni活性破片在撞击靶板后发生化学反应释放出的能量超过数倍的动能，且撞击速度是反应程度的决定因素。……