Al/Ni粉末復(fù)合材料沖擊反應(yīng)細(xì)觀機(jī)制

編號(hào)：CYYJ03073

篇名：Al/Ni粉末復(fù)合材料沖擊反應(yīng)細(xì)觀機(jī)制

作者：熊瑋 張先鋒 陳海華 劉闖 談夢(mèng)婷

關(guān)鍵詞： 含能結(jié)構(gòu)材料 Al/Ni粉末復(fù)合材料 沖擊反應(yīng) 細(xì)觀機(jī)制 力-熱-化學(xué)耦合

機(jī)構(gòu)： 南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

摘要： 為闡明含能結(jié)構(gòu)材料沖擊反應(yīng)機(jī)理,開展以Al/Ni粉末復(fù)合材料為代表的含能結(jié)構(gòu)材料沖擊反應(yīng)細(xì)觀模擬研究。基于Al/Ni粉末復(fù)合材料的掃描電鏡照片建立細(xì)觀有限元模型,并結(jié)合Mie-Grüneisen狀態(tài)方程描述Al/Ni粉末復(fù)合材料沖擊壓縮行為。在此基礎(chǔ)上,基于反應(yīng)擴(kuò)散模型建立考慮多組分固相反應(yīng)的Al/Ni粉末復(fù)合材料沖擊反應(yīng)細(xì)觀模型,分析細(xì)觀尺度上物質(zhì)輸運(yùn)過程、沖擊反應(yīng)演化規(guī)律及沖擊波傳播特性。研究結(jié)果表明:Al/Ni粉末復(fù)合材料在沖擊壓縮速度(即粒子速度)為400 m/s時(shí)僅發(fā)生了微弱的化學(xué)反應(yīng),且化學(xué)反應(yīng)程度隨著沖擊壓縮速度的增大的加劇;化學(xué)反應(yīng)最初發(fā)生于Al-Ni界面處,然后垂直于界面發(fā)展;沖擊反應(yīng)將引起材料沖擊溫度和壓力的增高,同時(shí)對(duì)沖擊波的傳播起到強(qiáng)化作用。