活性材料能量釋放特性實(shí)驗(yàn)評估方法

陳 進(jìn)，袁寶慧，梁爭峰，肖 川，陳元建

（西安近代化學(xué)研究所，陜西西安710065）

引 言

活性材料是一種具有撞擊反應(yīng)釋放化學(xué)能特性的含能材料，在戰(zhàn)斗部破片和槍炮子彈等方面有重要的應(yīng)用價(jià)值，已成為新型毀傷元材料的研究熱點(diǎn)［1－5］。活性材料的動態(tài)能量釋放特性直接影響到其撞擊點(diǎn)火和終點(diǎn)毀傷等性能，所以動態(tài)能量釋放特性的表征及評估對于活性材料配方設(shè)計(jì)、毀傷效應(yīng)和性能評估等方面具有重要意義［6－8］。傳統(tǒng)的能量釋放特性研究方法（如爆熱彈）是在靜態(tài)條件下起爆含能材料后進(jìn)行，而活性材料的能量釋放特性高度依賴于撞擊過程，因此必須選用與之相適應(yīng)的表征方法。

美國NSWC的Ames［9］發(fā)明了一種撞擊作用下活性材料動態(tài)能量釋放特性的實(shí)驗(yàn)測量方法（Vented Chamber Calorimetry，VCC），即在一個(gè)初始密封、一側(cè)端蓋為薄靶的圓柱形容器內(nèi)設(shè)置一個(gè)硬度較高的撞擊砧板，活性材料彈丸以一定的速度穿透容器的前蓋薄板后，撞擊到砧板上發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生壓力，通過測量容器內(nèi)部的準(zhǔn)靜態(tài)壓力，可分析出活性材料反應(yīng)所產(chǎn)生的能量值。基于該實(shí)驗(yàn)方法，國內(nèi)外學(xué)者［8，10－11］已針對不同的活性材料開展了相應(yīng)的理論與實(shí)驗(yàn)研究。

本研究在VCC 實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置，即在容器上增加了一個(gè)通透式觀察窗，通過該窗口利用高速攝像機(jī)記錄活性材料在容器內(nèi)部的撞擊與反應(yīng)過程，同時(shí)，推導(dǎo)了活性材料動態(tài)能量及反應(yīng)效率與準(zhǔn)靜態(tài)壓力的函數(shù)關(guān)系，從而可以從活性材料反應(yīng)時(shí)火球及準(zhǔn)靜態(tài)壓力兩個(gè)方面共同研究其動態(tài)能量釋放特性，為活性材料反應(yīng)特性的深入研究提供參考。……