Al/Fe2O3/PTFE材料压缩力学性能与冲击反应特性

摘要

为研究铝/三氧化二铁/聚四氟乙烯(Al/Fe2O3/PTFE)材料在准静态压缩情况下的力学性能和落锤冲击条件下的反应特性,在Al/Fe2O3基础上加入不同体积分数的PTFE作为粘合剂,制备了多功能结构性Al/Fe2O3/PTFE含能材料,并用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对材料进行了表征.结果表明,在准静态压缩条件下,随着PTFE含量的增加,材料的压缩强度、应变硬化模量、屈服强度、密度以及最大真实应变逐渐增大.当PTFE体积分数由40％增加到80％时,复合材料的强度由16 MPa逐渐上升到87MPa.在落锤冲击条件下,PTFE体积分数为40％和60％的Al/Fe2O3/PTFE复合材料均能在落锤冲击下发生剧烈爆炸和燃烧,而加入80％ PTFE的复合材料在高速摄影下也仅观察到微弱的火星,反应十分微弱.随着PTFE的增加,复合材料的感度逐渐降低,特性落高分别为55,58 cm和85 cm,发火延时分别为50,100 μs和200 μs.40％ PTFE含量的Al/Fe2O3/PTFE复合材料落锤冲击后产物为AlF3、Al2O3、FeF2和炭黑,证实了铝热反应的发生,FeF2不是PTFE与Fe2O3反应的产物,而是由铝热反应产生的Fe与PTFE分解产物之间的化学反应产生的.