[发明专利]一种易反应铝/钨活性材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种易反应铝/钨活性材料的制备方法，属于含能材料领域。该方法依次包括如下步骤：原料粉配制、混粉干燥、模压成型、烧结成型。该方法可以采用常规的铝、钨粉末作为原料，易于采购，成本低廉。本发明的制备工艺操作简单，成本低，适宜批量生产。采用该方法得到的铝/钨活性材料相较于传统铝/钨合金材料具有其不具备的反应活性。当W质量分数为64％的Al/W活性材料以758m/s撞击钢靶时产生燃烧反应，其在接触靶板后16.7ms时刻的反应温度为1998℃。

技术领域

本发明涉及一种易反应铝/钨活性材料的制备方法，属于活性材料领域。

背景技术

活性材料是一类异于炸药、推进剂、烟火剂等传统含能材料的新型高效毁伤含能材料。该材料在一般情况下保持钝感，而在高速冲击载荷的作用下会迅速产生燃烧或爆炸效应并放出大量热。另一方面，活性材料具有良好的机械强度、硬度和质量密度特性，能够在高速撞击下对目标产生动能侵彻作用，达到动能和化学能的双重毁伤效果。由活性材料制成的战斗部不仅可以对目标造成贯穿作用，其释放的热能还可以大幅增强侵彻效果且产生燃烧、类爆轰、内爆等显著的后效作用，从而提高了战斗部的击毁能力。结合活性材料的以上特点及现代战争的需求，该材料被广泛地应用于破片和药型罩的生产和加工上。在民用领域，活性材料也可应用于石油开采、金属切割、焊接、推进剂添加剂等方面。

现有活性材料主要有铝热剂、金属/聚合物、亚稳态分子复合材料及金属间化合物等。关于活性材料的研究及应用主要集中在金属/聚合物方向，如铝/钨/聚四氟乙烯(公开号CN105348704B)、(Experimental study of the compression properties of Al/W/PTFE granual composities under elevanted strain rates,X.F.Zhang等,MaterialsScienceEngineering A,第581卷，第48-55页)、(The mechanical behaviors ofpolytetrafluoroethylene/Al/W energetic composites,Xu,Songlin等，Journal ofPhysics-condensed Matter,第21卷第28期，文献号285401)。但是由于铝/钨/聚四氟乙烯材料的强度低，密度小，反应延迟时间长，其难以作为弹体材料对装甲目标进行有效侵彻毁伤，已不能满足当今毁伤元的设计需求。基于强度高、密度大，熔点高和反应热量高等特点，合金类活性材料逐渐引起了研究者们的广泛关注。铝/钨活性材料是一种新型合金类活性材料，该材料具有可观的强度和密度且可以在冲击载荷下发生剧烈的化学反应。

但是迄今为止，关于铝/钨合金的报道多是采用机械合金化、热压烧结和热等静压烧结等制备方法，所制备材料具有极低的孔隙率，难以在冲击载荷下表现出反应活性。比如公开号CN1524972A和CN103773983A的专利申请，分别采用热压烧结和热等静压烧结方法制备材料，其相对密度分别高达95-99.8％。本专利提供了一种易反应铝/钨活性材料的制备方法，拓宽了铝/钨合金材料在高效毁伤领域的应用前景。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种易反应铝/钨活性材料的制备方法，该方法采用冷压烧结工艺，而且制备工艺简单、适宜批量生产，所制备的活性材料具有侵彻应用所需的强度和密度且可以在冲击载荷下发生剧烈反应，放出大量热。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种易反应铝/钨活性材料的制备方法，具体步骤如下：

步骤一、将铝粉和钨粉浸没于无水乙醇中，混合均匀，得到固液混合物；其中，钨的质量分数为铝粉和钨粉总质量的64％-91％；

步骤二、将步骤一所得的固液混合物在氩气气氛下充分干燥，得到混合粉末；

步骤三、将步骤二所得的混合粉末置于模具中，采用材料试验机对混合粉末进行冷压加载以得到预压成型试件；对预压成型试件进行烧结，得到铝/钨活性材料试件。