[發明專利]一種外層金屬基內層聚合物基的復合含能破片的制備方法

有效

• 申請號: 201910777742.8
• 申請日: 2019-08-21
• 公開（公告）號: CN110373572B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 石艷松;束慶海;呂席卷;趙帥;陳樹森;金韶華;施瑞;李麗潔;吳啟才;王宏佳;文萍;于春宏;呂罡
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C22C16/00
• 分類號: C22C16/00;B22F1/00;B22F3/02;B22F3/10;B22F7/06
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 毛燕

本發明涉及一種外層金屬基內層聚合物基的復合含能破片的制備方法，屬于含能材料、活性破片材料領域。本發明將鎢粉/鋯粉置于全方位行星式球磨機中混合混勻；將均勻粉末置于定制模具中，預壓成型，脫模；燒結，得到空心圓柱形產品A；將鋁粉、鎢粉和聚四氟乙烯粉置于全方位行星式球磨機中混合混勻，將均勻粉末填充入上述空心圓柱形產品A中，預壓成型；燒結，得到最終產品。該材料作為含能材料，在靜態下非常鈍感、安全，具有一定的韌性和強度，可直接機械加工，而在高速沖擊作用下，發生劇烈的爆炸、燃燒，產生高熱高溫；作為破片材料，利用高動能，沖擊爆炸后釋放出的高化學能，可以對目標實施侵徹、內爆、縱火和超壓的綜合毀傷。

技術領域

本發明涉及一種外層金屬基內層聚合物基的復合含能破片的制備方法，屬于含能材料、活性破片材料領域。

背景技術

隨著武器裝備的升級換代，一種“沖擊引發反應”的高能鈍感含能材料、活性破片材料——金屬/氟聚物復合含能材料正越來越受到人們的關注。作為含能材料，它區別于傳統的炸藥、煙火藥劑，它是由兩種及以上的非爆炸性固體燒結而成，靜態下非常鈍感、安全，且具有一定的韌性和強度，可以直接進行機械加工，而在高速沖擊作用下，發生劇烈的爆炸、燃燒，產生高熱高溫；作為活性破片材料，利用高動能，以及沖擊爆炸后釋放出的高化學能，可以對巡航導彈、彈道導彈和戰斗機等空中目標實施諸如侵徹、內爆、縱火和超壓的綜合毀傷，大大提高毀傷效果，被廣泛地用于制造或改良破片和藥形罩。

過去報道的金屬/氟聚物復合含能材料大多以鋁和聚四氟乙烯(Al/PTFE)作為主要成分，強度、密度和活性均較低。為了提高其強度、密度和活性，進一步提高侵徹和爆炸的威力，申請公開號為CN107142397A的中國專利向組分中加入了重金屬，制備了活鋁粉/鎢粉/聚四氟乙烯復合含能材料，當鎢粉質量分數為60％時，其密度可達到3.88g/cm³，動態強度極限能達到119.3Mpa。

鎢鋯合金是典型的含能材料結構材料，在室溫下相當穩定，且具有較高的強度，而在沖擊載荷作用下，鎢鋯合金中的鋯基元素因受沖擊而誘發化學反應，釋放出大量的熱量。利用該特性制備的鎢鋯合金破片，即可利用其強度來侵徹貫穿目標，又可利用其釋能特性對目標產生附加的毀傷，最終顯著提高毀傷效果。

發明內容

本發明的目的是為了提高現有金屬/氟聚物復合含能材料的強度、密度和活性，進一步提高侵徹和爆炸的威力，提供了一種外層金屬基內層聚合物基的復合含能破片的制備方法，該方法采用混粉、模壓、燒結工藝，過程簡單，無特殊工藝要求。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

一種外層金屬基內層聚合物基的復合含能破片的制備方法，具體步驟如下：

步驟一：將鎢粉/鋯粉置于全方位行星式球磨機中混合混勻，得到均勻粉末；其中，鎢粉的質量為鎢粉和鋯粉總質量的30～70％；

步驟二：將步驟一所得的均勻粉末置于空心壓藥模具中，預壓成型，得到預壓件A；

步驟三：將步驟二得到的預壓件A件進行燒結，得到產品。

步驟四：將鋁粉、鎢粉和聚四氟乙烯粉置于全方位行星式球磨機中混合混勻；其中鋁粉、鎢粉和氟聚物的質量百分比范圍為10～30％、0～60％和20～75％；

步驟五：將步驟四所得的均勻粉末填充至步驟三的產品置于模具中，預壓成型；

步驟六：將步驟五得到的預壓成型試件進行燒結，得到最終產品。

步驟一及步驟四所述的混合時長為1h～5h。

步驟二及步驟五所述的預壓壓強為10～50MPa。

步驟三所述的燒結溫度為450～550℃，燒結時長為2～4h。

步驟六所述的燒結溫度為360～390℃，燒結時長為2～4h。