[发明专利]一种以氢化钽为改性填料的反应材料及其制备方法

说明书

一种以氢化钽为改性填料的反应材料及其制备方法，涉及添加填充改性填料的反应材料的技术领域。包括平均粒径为1μm‑50μm、密度为2.2g·cm^‑3的PTFE，平均粒径为1μm‑50μm、密度为2.7g·cm^‑3的Al粉，平均粒径为1μm‑50μm、密度为15.1g·cm^‑3的HTa粉，其中HTa质量比为0％‑60％。经过湿法混合、模压、烧结后得到以氢化钽为改性填料的反应材料。本发明的反应材料具有高密度、屈服强度、高抗压强度、高能量释放率和毁伤后效，实现除对目标造成动能打击、引起物理破坏以外，还具有化学能，对目标进行双重毁伤，提高战斗部的杀伤效果。

技术领域

本发明涉及添加填充改性填料的反应材料的技术领域。

背景技术

在现代战争中，随着装甲目标防护能力的升级，传统的惰性战斗部毁伤元已经越来越不能满足实际应用的需要。实践证明，简单地升级战斗部的强度来对目前进行穿透、贯穿，以期对目标进行大规模毁伤的做法，并不能满足战争的需要。因此，研究一种能够结合动能和化学能来对目标进行双重毁伤的先进技术，提高战斗部的杀伤效果。

相对于传统的含能材料，PTFE(聚四氟乙烯)基含能反应材料的强度较高，但还是比金属构件低得多，因此提高含能反应材料的力学性能尤为重要，也是其获得实用必须解决的关键技术问题之一。

金属氢化物作为一种新型的含能材料，近年来也引起了学者们的极大关注。由于其储氢密度高、化学能高、活性好等优点，被广泛应用于军事和民用领域。许多学者将金属氢化物(MgH₂、TiH₂、AlH₃、LiH₂、Mg(BH4)₂等)加入到常规炸药和高能添加剂等火箭推进剂中，以提高原材料的能量密度。研究表明，当金属氢化物参与反应时，就会发生脱氢反应。此外，分解产物金属和氢气可以与其他物质发生反应，从而产生大量能量。张军研究了ZrH₂为改性填料对氟聚物含能材料的力学特性与反应特性，发现当ZrH₂质量分数为5％时，强度达到最大值101.01MPa，反应中观察到特殊的燃烧火焰。于钟深研究了TiH₂含量对PTFE/Al的反应能、动态力学行为及冲击反应特性，发现随着TiH2含量的增加，PTFE/Al/TiH₂在氧气气氛中的反应能明显增加，在TiH₂含量为5％时，抗压强度最大值可达173.2MPa。于钟深研究了Al/TiH₂/PTFE的准静态压缩力学与反应性能，发现随着TiH₂含量的增加，Al/TiH₂/PTFE的强度先增大后减小，在TiH₂含量为5％时达到最大112.7MPa。

发明内容

本发明提供了一种以氢化钽为改性填料的反应材料及其制备方法。该反应材料具有高密度、屈服强度、高抗压强度、高能量释放率和毁伤后效，实现除对目标造成动能打击、引起物理破坏以外，还具有化学能，对目标进行双重毁伤，提高战斗部的杀伤效果。

一种以氢化钽为改性填料的反应材料，包括平均粒径为1μm-50μm、密度为2.2g·cm^-3的PTFE，平均粒径为1μm-50μm、密度为2.7g·cm^-3的Al粉，平均粒径为1μm-50μm、密度为15.1g·cm^-3的HTa粉，其中HTa质量比为0％-60％。

优选的是，本发明的PTFE的平均粒径为25μm。Al粉的平均粒径为1μm。HTa粉的平均粒径为8.4μm。

优选的是，本发明的Al/HTa/PTFE的配比为26.5/0/73.5或25.2/5/69.8或23.8/10/66.2或21.2/20/58.8或18.5/30/51.5或15.9/40/44.1或13.25/50/36.75中的一组。