[发明专利]一种以增强碳纤维为改性填料的反应活性材料制备方法

说明书

一种以增强碳纤维为改性填料的反应活性材料制备方法，属于填充改性含能材料的技术领域。包括如下步骤：混药：先将纤维、Al粉、PTFE混合，经机械搅拌得到混合物；模压：将混合好的材料按照计算的质量称取材料，置于压制模具，在液压机上以240MPa压力、保压时间20s模压成型；烧结：将模压成型试件置于密闭环境中放置24小时后放入真空烧结炉内，得到反应活性材料。利用本发明的制备方法得到的反应活性材料具有高屈服强度、高抗压强度、低屈服/失效应变、毁伤后效，可实现加工高精密度，除对目标造成动能打击、引起物理破坏以外，还具有化学能和短路电子元器件作用，对目标进行双重毁伤，提高战斗部的杀伤效果。

技术领域

本发明属于填充改性含能材料的技术领域，尤其涉及以增强碳纤维为改性填料的反应活性材料制备方法的技术领域。

背景技术

在现代战争中，随着装甲目标防护能力的升级，传统的惰性战斗部毁伤元已经越来越不能满足实际应用的需要。实践证明，简单地升级战斗部的强度来对目前进行穿透、贯穿，以期对目标进行大规模毁伤的做法，并不能满足战争的需要。并且在现阶段的制备工艺下，传统的单分子含能材料(TNT、RDX等)能量密度已难以进一步提升，相比之下，金属燃料的燃烧焓远高于单分子含能材料，具有更高的能量密度和燃烧焓，但其能量释放速率和燃烧速率较低，一般只作为铝热剂、烟火剂使用。基于这种背景，PTFE基反应材料是一种典型的冲击反应材料，由于具有高能量水平、独特的能量释放特性、力学性能及其他优异的理化性能，近年来备受关注。

但是，PTFE基含能材料的力学性能还达不到传统惰性材料的力学标准，特别是材料在机械加工、运输、储存过程中的安全性和生产工艺的精密度还需要提高。因此在优化含能反应材料的力学性能、使用安全性等方面尤为重要，也是其获得实用必须解决的关键技术问题之一。

发明内容

本发明提供了一种以碳纤维为改性填料的反应活性材料制备方法。利用本发明的制备方法得到的反应活性材料具有高屈服强度、高抗压强度、低屈服/失效应变、毁伤后效，可实现加工高精密度，除对目标造成动能打击、引起物理破坏以外，还具有化学能和短路电子元器件作用，对目标进行双重毁伤，提高战斗部的杀伤效果。

一种以增强纤维为改性填料的反应活性材料制备方法，包括如下步骤：

步骤S1、混药：先将纤维、Al粉、PTFE混合，经机械搅拌得到Al/纤维/PTFE反应材料均匀混合物；

步骤S2、模压：将混合好的材料按照计算的质量称取材料，置于压制模具，在液压机上以240MPa压力、保压时间20s模压成型；

步骤S3、烧结：将模压成型试件置于密闭环境中放置24小时后放入真空烧结炉内，设定升温速率50℃·h^-1，烧结温度360℃，烧结时间4h，降温速率50℃·h^-1，得到反应活性材料。

优选的是，本发明步骤S1中的混药包括如下湿混过程：按照实验配比称取纤维、Al粉、PTFE，放于洁净烧杯中，手动搅拌后加入适量无水乙醇，经机械搅20min至混合均匀后放至真空烘箱中真空干燥烘干，然后将烘干后的材料经物理方法分散；经机械搅拌得到Al/纤维/PTFE反应材料均匀混合物。

优选的是，本发明步骤S1中的混药包括如下干混过程：将碳纤维、湿法搅拌混合均匀干燥过筛后的Al/PTFE粉按照实验配比进行称取放入洁净烧杯中，经机械搅拌得到Al/纤维/PTFE反应材料均匀混合物。

优选的是，本发明的纤维为碳纤维、碳纳米管、玻璃纤维、石墨烯纳米片中的一种。

优选的是，本发明纤维需要首先经过预处理，所述预处理的过程为将纤维原料放置洁净烧杯中，加入适量无水乙醇，经机械搅拌20分钟至均匀后放入真空烘箱中烘干。

优选的是，本发明预处理的方法为接枝处理，具体过程为：