低温下TiZrHf系高熵合金的动态压缩力学特性与点火行为

针对高熵合金在低温条件下力学特性以及点火行为研究不足的现状,以含微量元素Cu、Al或Ni的TiZrHf系多主元高熵合金(HEA)为研究对象,结合SHPB试验系统与高速摄像系统,开展不同温度下高熵合金的动态压缩实验及点火特性实验,获得了弹性模量、应力峰值、硬化模量以及应变率与温度、元素种类的关联规律,并明确了元素种类对火焰面积、点火延迟时间、点火对应时刻以及剧烈反应持续时间的影响规律。结果表明,低温条件下3种HEA的应力-应变曲线均经历弹性、强化以及卸载阶段;在相近载荷条件下(~20 m/s,-40℃),含Cu和Ni的2类试件均发生了点火现象,而含Al试件只有细微点火,试件的点火延迟时间均为25μs,含Cu试件的剧烈反应持续时间与点火持续时间均大于含Ni试件。

Al/Teflon反应材料的冲击压缩特性与点火行为

为探究Al/Teflon反应材料的力学特性和撞击点火行为,加压烧结Al/Teflon反应材料试件并进行霍普金森压杆实验(SHPB),通过分析动态压缩过程中材料压缩-强化-卸载各阶段特性,获得在不同加载速度下的应力、应变时程曲线;并且,通过SHPB实验系统对Al/Teflon反应材料进行高速度加载研究材料的点火行为。结果表明:Al/Teflon材料具有应变率强化效应;点火反应普遍发生在2~3次冲击过程中,且材料的反应过程均处于μs级;火焰演化面积随时间呈先增长后下降的趋势,点火延迟时间随加载速度增加逐渐减小,发生反应的临界应力随加载速度的增加而增大。

GAP/PET/RDX基推进剂的动态冲击及点火响应行为

针对含不同粒度环三亚甲基三硝胺(RDX)的叠氮缩水甘油醚(GAP)推进剂和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)推进剂,利用分离式霍普金森压杆装置开展高应变率(1000~6000s^(-1))动态冲击实验,同时结合高速摄影和数字全息光学测量技术,采用3台高速摄像机同步观测推进剂在撞击条件下损伤演化、点火响应和能量增长过程。结果表明,GAP基推进剂在高应变率压缩下的强度极限较PET基推进剂最大提升了一倍,弹性模量在不同应变率下均提升了一倍以上;中等粒度RDX较粗粒度RDX推进剂的强度极限最大提升了80%,弹性模量最大提升了148%;此外,GAP基推进剂较PET基推进剂、粗粒度较中粒度推进剂在高应变率压缩条件下更易点火,但中粒度推进剂的燃烧反应较粗粒度更加剧烈和完全。