【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及爆炸，尤其涉及兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料及其制备方法。
技术介绍
1、活性毁伤材料是一种金属-氧化剂体系，由多种非炸药类固体物质通过一定方法制成，在加热或高速撞击条件下可以自身或与空气发生反应同时释放大量化学能。因其既具有类似传统惰性金属毁伤元的力学强度，又具备类似传统含能物质的爆炸能量，常应用于杀爆战斗部破片、聚能战斗部药型罩、侵彻战斗部杆芯等武器设计系统中。随着当代战争武器的持续革新，对活性材料毁伤性能等方面提出了更高的要求。能实现动能与爆炸能时序联合毁伤作用的优异活性材料，需具备足够的力学强度和惰性冲击钝感，对打击目标造成有效侵彻毁伤的同时，可以抵抗运输过程中的颠簸震动、满足武器发射过程中的振动冲击和过载要求。且达到激活阈值后，产生足够的爆燃/爆炸能量，以满足武器系统的爆炸毁伤需求。以聚四氟乙烯/铝(ptfe/al)活性毁伤材料为代表，通常加入钨(w)、钽(ta)等高密度金属作为活性材料的金属填料，增加材料密度以提高其穿透能力。钨粉的加入虽能提高配方体系的密度，但最终反应温度和气体产生量都会随含量的增加而大幅下降。ptfe/ta在采用与ptfe/al相同的制备工艺进行制备时，会生成挥发性氟化钽化合物，很容易发生强烈的放热反应，导致ptfe/ta在烧结中自燃。如果能在改善活性材料力学性能、机械感度的同时，在颗粒之间架起导热的“桥梁”，则不仅可以有效提高毁伤材料体系密度，增强武器动能侵彻贯穿能力，并且颗粒之间存在导热材料，因而可提高其传热能力和能量释放速率。因此，如何对材料颗粒进行有效包覆，同时将颗粒之
2、cn107309429b公布了一种粉末堆积结构全金属活性材料的制备方法，通过对粉末压制得到的活性材料，进行多道次连续轧制制备出较高释能特性的全金属活性材料，但活性组分仍处于机械堆积状态，室温下材料塑性变形能力差，加工过程极易开裂。cn113649562a公布了一种提高含能活性材料流散性和反应性的方法，利用双行星搅拌机搅拌桨的低间隙设计和高速分散盘剪切作用，使固体物料得到充分分散及均匀掺和混合，提高了整体材料的流散性和反应性，但加工均匀性的提高对最终毁伤效果的提升并不显著。cn109465459a公布了一种新型镍-铝(ni-al)基全金属含能材料及其制备方法，通过向ni-al基中添加适量的镁铝合金(al12mg17)等金属组元，al12mg17粉末作为强化相均匀分布在al基体中，提高了活性材料的力学强度，且作为一种含能材料能有效改善体系的化学释能特性，增强了整体毁伤能力。cn1524972a和cn103773983a，分别采用热压烧结和热等静压烧结方法制备材料，其相对密度高达95～99.8％。但所制备材料具有极低的孔隙率，难以在冲击载荷下表现出反应活性。us2011/0223343al公布了一种合成碳纳米管的方法，其使用一种材料同时作为碳源和催化剂，并在微波能源的作用下生成碳纳米管。该方法所需设备简单、成本低廉，便于规模化生产，应用前景非常广阔，同时利用该方法可在复合材料增强体表面生长出纳米碳管森林，进而有效地增强复合材料的界面力学性能，特别是抗疲劳断裂能力。
3、因此，期望开发具有足够力学强度，且保证能量密度的冲击反应材料。既能避免繁杂长时间的生产工艺，又期望材料具有良好的储存稳定性，生产运输过程中的安全性。
技术实现思路
1、基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料及其制备方法，改善了活性材料的力学和爆燃/爆轰性能，避免了繁琐的烧结工艺，并且原材料来源广泛、生产技术成熟、价格低廉，具有很好的应用前景。
2、本专利技术提出的兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料，包含如下重量份计的原料：储氢材料5-25份、活性材料50-85份、金属-有机框架材料4-9份、导电聚合物5-15份、催化剂前驱体10-30份。
3、优选地，所述储氢材料为氢化钛、氢化镁、氢化锆、配合物储氢材料粉末、金属硼氢化物中的一种或几种。
4、优选地，所述活性材料为al/ptfe、铪/四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、al/ni中的一种或几种。
5、优选地，所述金属-有机框架材料为cu-mof、co-mof、zn-mof中的一种。
6、优选地，所述导电聚合物为聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚对苯撑乙烯、聚对苯和聚双炔中的一种。
7、优选地，所述催化剂前驱体为二茂铁、甲酸镍和乙酸钴中的一种。
8、本专利技术提出的上述兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料的制备方法，方法步骤如下：
9、s1：将干燥后的活性材料与储氢材料混合，得混合物料a；
10、s2：将金属硝酸水合物和苯-1，3，5-三羧酸均匀分散于dmf-乙醇-水的混合溶液中进行反应，产物经洗涤和干燥，得金属-有机框架材料；
11、s3：将混合物料a分散在tris-hcl缓冲液中，然后加入金属-有机框架材料继续混合，最后经过滤和干燥得混合物料b；
12、s4：在混合物料b中加入导电聚合物和催化剂前驱体并混合均匀，得混合物料c；
13、s5：将混合物料c于压药机中制成柱状压装装药，然后再将柱状压装装药在真空和保护气体条件下微波加热，即得活性毁伤材料。
14、优选地，s1中干燥的温度为50-70℃，时间2-5h。
15、优选地，s2中反应的条件为
16、优选地，s5中微波加热的功率为700-1000w，时间5-15s。
17、本专利技术的有益技术效果：
18、1、本专利技术加入的储氢材料粉末分解时产生的氢气和基体金属产物不仅可以与外界反应释放大量能量，产生高压增强毁伤效果，同时有助于加快体系反应速率，改善活性材料的能量释放特性。
19、2、本专利技术利用原位生成碳纤维的方法不仅能提高活性材料制件的力学性能，同时碳纤维作为含能材料，在材料达到激活阈值后能有效提高整体武器系统的毁伤能力。
20、3、本专利技术利用原位生成碳纤维的方法能避免传统方法添加碳纤维材料时，因搅拌混合，导致碳纤维受到不同程度的破坏，进而严重影响制备材料的密度和力学强度。
21、4、本专利技术是在材料压制成型后，利用微波在颗粒之间形成碳纤维，所以其颗粒间结合程度较传统先添加碳纤维后成型的材料更高，其混合均匀度也更好，力学和毁伤性能也更佳。
22、5、本专利技术使用原位聚合技术制备了核壳型的活性材料，在保证了活性材料良好爆燃/爆轰性能的同时，使制得的活性材料具备了较好的热稳定性和较低的机械敏感度，有效解决了长期储存可能造成材料活性降低、材料流失及生产运输易燃易爆等问题。且mof材料中所含的铜离子对爆炸体系的能量释放也有较好的促进作用，在民用爆破器材、武器弹药性能提升等方面具有巨大的潜在价值。
23、6、微波原位生成的碳纤维能够有效改善了活性材料的力学和爆燃/爆轰性能，避免了繁琐的烧结工本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料，其特征在于，包含如下重量份计的原料：储氢材料5-25份、活性材料50-85份、金属-有机框架材料4-9份、导电聚合物5-15份、催化剂前驱体10-30份。
2.根据权利要求1所述的兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料，其特征在于，所述储氢材料为氢化钛、氢化镁、氢化锆、配合物储氢材料粉末、金属硼氢化物中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料，其特征在于，所述活性材料为Al/PTFE、铪/四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、Al/Ni中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料，其特征在于，所述金属-有机框架材料为Cu-MOF、Co-MOF、Zn-MOF中的一种。
5.根据权利要求1所述的兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料，其特征在于，所述导电聚合物为聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚对苯撑乙烯、聚对苯和聚双炔中的一种。
6.根据权利要求1所述的兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料，其特征在于，所述催化剂前驱体
7.如权利要求1-6任一项所述的兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料的制备方法，其特征在于，方法步骤如下：
8.根据权利要求1所述的兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料的制备方法，其特征在于，S1中干燥的温度为50-70℃，时间2-5h。
9.根据权利要求1所述的兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料的制备方法，其特征在于，S2中反应油浴加热的温度为80-100℃，搅拌反应时间6-8h。
10.根据权利要求1所述的兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料的制备方法，其特征在于，S5中微波加热的功率为700-1000w，时间5-15s。
...【技术特征摘要】
1.兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料，其特征在于，包含如下重量份计的原料：储氢材料5-25份、活性材料50-85份、金属-有机框架材料4-9份、导电聚合物5-15份、催化剂前驱体10-30份。
2.根据权利要求1所述的兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料，其特征在于，所述储氢材料为氢化钛、氢化镁、氢化锆、配合物储氢材料粉末、金属硼氢化物中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料，其特征在于，所述活性材料为al/ptfe、铪/四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、al/ni中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料，其特征在于，所述金属-有机框架材料为cu-mof、co-mof、zn-mof中的一种。
5.根据权利要求1所述的兼具力学强度和爆燃性能的活性毁伤材料，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：程扬帆，李翔，李丹一，刘蓉，汪泉，王文涛，程兵，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。