含能材料包装技术

含能材料被定义为,一类含有爆炸性基团或含有氧化剂和可燃物,能独立地进行化学反应并输出能量的化合物或混合物.包括含能材料、发射药、推进剂、炸药、起爆药和烟火剂等都有应用.通过对含能材料加工制造等过程的分析,简要介绍含能材料的包装技术并进行简要的拓展.     

常用缓冲材料动态压缩特性研究

通过对三种常用缓冲材料进行动态压缩试验，研究缓冲材料的动态压缩特性，绘制出动态压缩特性曲线，找出其规律，及材料的密度，厚度、跌落高度对动态压缩特性曲线的影响，指出动态对缓冲包装设计的影响。     

纳米含能材料制备研究的最新进展

综述了纳米含能材料的性能及制备方法的最新研究进展,并对这些方法的优缺点进行了述评,分析了固体推进剂用纳米含能材料制备研究中存在的关键性问题,提出了纳米含能材料制备方法的研究方向及研究重点,并对其应用前景和发展趋势进行了展望。     

发泡聚丙烯材料的动态力学行为研究

目的研究发泡聚丙烯材料的厚度对其冲击性能的影响。方法对4种不同厚度的发泡聚丙烯材料进行动态压缩试验,分析其接触力、最大位移、最大应变以及吸收能,研究动态条件下发泡聚丙烯材料的力学性能。结果当冲击能一定时,增加发泡聚丙烯材料的厚度,其接触力会逐渐减小,接触时间会逐渐增加;冲击能和厚度一定时,厚度与最大位移、吸收能成正比例相关,但对最大接触力和最大应变无明显影响;任意厚度的发泡聚丙烯材料,其冲击能和厚度的增加会导致其最大接触力、最大位移、最大应变、吸收能的增加。结论在研究的冲击能量和厚度范围内,吸收能不受发泡聚丙烯材料厚度的影响,由冲击能决定。     

含能材料学科及技术简介

文中介绍了材料科学的分支学科-含能材料的概况,综述了含能材料制备和加工方法的特点,着重阐述了含能材料制造加工常用的硝化反应、缩合反应、共沉淀反应、膨化改性、超细粉碎及其在民爆器材方面的应用.     

密度对聚丙烯泡沫材料动态冲击性能的影响

目的 以聚丙烯材料为研究对象,研究密度对其动态冲击性能的影响。方法 对4种不同密度的聚丙烯材料进行动态压缩试验,分析接触力、位移和应变以及吸收能、比吸能的变化,从而研究动态条件下不同密度的聚丙烯材料的动态冲击性能。结果 当密度一定时,最大接触力、最大位移、最大应变、比吸能随冲击能的增大而增大。当冲击能一定时,最大接触力随密度的增大而增大,最大位移、最大应变、比吸能随密度的增大而减小。结论 考虑到轻量化以及成本因素,在安全范围内,选择缓冲材料时可以选择密度较小的聚丙烯材料。     

多次压缩载荷下聚丙烯挤出发泡材料的吸能特性

以化学交联法制备的改性聚丙烯(PP)为基体材料,偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂,采用挤出法制备了PP发泡材料,研究了循环压缩、残余应变对发泡材料吸能特性的影响。结果表明,材料的能量吸收能力及吸能效率均随循环压缩次数增加而下降;定应变循环压缩模式下,能量吸收能力及吸能效率随泡沫密度的下降而下降,变应变模式时材料密度对能量吸收能力及吸能效率没有明显的影响规律。此外,材料的吸能特性随残余应变值的增加而下降。     

含能金属有机骨架材料的研究进展

含能金属有机骨架材料是由富氮杂环含能配体与金属离子通过自组装形成的具有不同维度和结构的新型含能材料.目前含能材料面临能量与稳定性及感度相矛盾的技术瓶颈,含能金属有机骨架材料由于其结构的可设计性成为近十年来领域内研究热点.按骨架材料本身的电性分类,分别介绍了不同电性的含能金属有机骨架材料的研究进展,并从特征离子的角度分析...     

纯钒的动态压缩力学性能实验研究

为研究纯钒在常温下的动态压缩力学性能,采用霍普金森压杆(SHPB)对其进行应变率效应实验并采用应变冻结法对其进行应变累积实验,给出纯钒在常温下的动态压缩应力应变曲线,研究应变历史对材料性能的影响,并与电弧熔炼钒合金进行比较,结果表明:在应变率为4 430 s-1时,纯钒的流变应力为564 MPa,比应变率810 s-1时的437 MPa提高29%,纯钒具有明显的应变率效应;应变历史虽然对纯钒有影响,但其影响并不强烈;电弧熔炼钒合金的强度远高于纯钒。     

聚合物改性碳纤维增强混凝土的动态压缩力学性能

为探究聚合物改性碳纤维增强混凝土(PMCFRC)的动态压缩力学性能,利用直径Φ100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,分别对碳纤维增强混凝土及聚合物体积分数为4vol%、8vol%、12vol%的PMCFRC进行了5组不同气压下的冲击压缩试验,获得了混凝土在不同应变率下的动态应力-应变曲线和破坏形态,分析了应变率和聚合物掺量对PMCFRC动态压缩强度、变形和韧性的影响规律。结果表明：PMCFRC的动态压缩强度、变形和韧性均具有明显的应变率强化效应,聚合物对PMCFRC的动态压缩力学性能既有强化效应,也有劣化效应。随着应变率的增大,PMCFRC的动态抗压强度、动态强度增长因子(DIF)、动态峰值应变、冲击韧性均逐渐增大。随着聚合物掺量的增大,PMCFRC的动态抗压强度、DIF、冲击韧性均先增大后减小,动态峰值应变不断增大。相同应变率水平下,4%PMCFRC的动态抗压强度、冲击韧性最大,破损程度最轻;8%PMCFRC的应变率敏感性最佳,DIF最大时达到1.94,对混凝土强度的增幅最大。聚合物一方面在混凝土基体中发挥着填充、阻裂、增韧作用,另一方面改善碳纤维-混凝土基体界面的粘结...     

Mechanical properties of ceramic fiber-reinforced concrete under quasi-static and dynamic compression

The research herein is made on the quasi-static and dynamic mechanical properties of ceramic fiber reinforced concrete (CRFRC for short) through the adoption of a hydraulically-driven testing system as well as a 100-mm-diameter split Hopkinson pressure bar (SHPB) system. As test results have turned out, such quasi-static properties as compressive strength, splitting tensile strength and flexural strength of CRFRC increase with the rise in the volume fraction of fiber. Within the strain range of 20–120 s⁻¹, the effect of the axial strain acceleration on the dynamic strength of CRFRC could be ignored. Therefore, the dynamic increase ratio (DIF) derived from SHPB tests can truly reflect the dynamic enhancement of CRFRC. The dynamic strength, critical strain and specific energy absorption (SEA) of CRFRC are sensitive to the strain rate. The addition of ceramic fiber to plain concrete can significantly improve its properties—dynamic strength, critical strain and energy absorption. And also, an analysis is conducted of the mechanism for strengthening and toughening the concrete.     

Study on energy properties and failure behaviors of heat-treated granite under static and dynamic compression

Abstract

The material testing machine and the split Hopkinson pressure bar (SHPB) were adopted, respectively, to conduct the static and dynamic compression tests on granite specimens heat treated by different temperatures. The effects of strain rate and heat-treatment temperature on the mechanism of energy evolution of the specimen during deformation and failure process were studied. The results show a significant strain rate effect on the granite, with the energy dissipation density increasing with increasing impact velocity (or strain rate), regardless of the treatment temperature. The specimens heat treated at 300?°C and 700?°C have the minimum and maximum energy dissipation densities, respectively. The specimen in the SHPB tests easily broke into pieces or even powder; while under static compression, only macroscopic fracture surfaces and spalling phenomenon on the specimen were detected. The energy dissipation density is inversely proportional to the compressive strength of the specimen. The rate of energy dissipation change is defined, which can be used to identify the stages in the deformation process of rock and to determine the position of the failure point in the stress-strain curve. For both the dynamic and static compression tests, the value of energy utilization ratio is relatively low, with a maximum value of about 35%.     

氧化锌晶须辅助增强复合材料压缩性能

采用万能实验机和分离式Hopkinson压杆装置(SHPB)为加载手段,对5种不同质量分数的ZnO晶须辅助增强玻璃纤维/环氧树脂复合材料层合板厚度和平面内2 个方向的准静态和动态压缩性能进行了实验研究,分别得到了5种材料的压缩应力应变曲线;采用SEM对材料断口进行了宏、细观观察,对其破坏机制进行了初步研究。结果表明：该类材料具有明显的非线性特征的本构关系和应变率强化效应,在厚度和平面内2个方向的压缩破坏也具有完全不同的复杂的破坏机制,同时还发现试样的压缩强度和失效应变与氧化锌晶须的质量分数有关。     

一种新型罗丹明席夫碱(RHBS)制备及多功能性研究

以罗丹明B酰肼、3-溴水杨醛为原料,通过活性氨基与醛基的缩合反应,制备了一种新型罗丹明B席夫碱化合物(RHBS)。该化合物作为配体与锌离子配位,可得到新的红光发光材料[RHBS-Zn(Ⅱ)];作为荧光探针,可实现锌离子高灵敏选择性。通过核磁共振氢谱、红外光谱、紫外光谱、荧光光谱对席夫碱配体RHBS及配合物[RHBS-Zn(Ⅱ)]进行了结构和性能的分析。结果分析表明:锌离子以1∶1的方式与配体RHBS上亚氨基的N原子、羰基中的O原子及酚基中的O原子配位,形成锌离子配合物[RHBS-Zn(Ⅱ)]。在556 nm光的激发下,配合物在587 nm处有明显的特征红色荧光产生,且配合物的发光荧光量子产率达15.1%。同时,在587 nm处,不受其它离子干扰,对Zn(Ⅱ)具有高的荧光探针选择性,是Zn(Ⅱ)很好的荧光探针检测材料。     

动载下胶结充填体的力学特性试验研究

胶结充填体的稳定性对于矿山安全生产至关重要。为了研究动载作用下充填体的动力学特性,利用霍普金森压杆(SHPB)对充填体进行单轴冲击试验,研究充填体应力应变曲线、动态抗压强度、动态强度增长因子与平均应变率之间的关系。结果表明,当平均应变率低于60 s^(-1)时,应力应变曲线峰后阶段为"应变回弹"类型;超过80 s(-1)时,应力应变曲线峰后阶段为"应变回弹"类型;超过80 s^(-1)时,为"峰后塑性"类型;介于二者之间时,为"应力跌落"类型;随着平均应变率的增大,试样动态抗压强度先迅速增大,后趋于稳定,对应的平均应变率临界值为80 s(-1)时,为"峰后塑性"类型;介于二者之间时,为"应力跌落"类型;随着平均应变率的增大,试样动态抗压强度先迅速增大,后趋于稳定,对应的平均应变率临界值为80 s^(-1)。利用Gompertz模型能较好的描述充填体动态抗压强度与平均应变率之间的关系;动态强度增长因子与平均应变率正相关,当平均应变率处于40～130 s(-1)。利用Gompertz模型能较好的描述充填体动态抗压强度与平均应变率之间的关系;动态强度增长因子与平均应变率正相关,当平均应变率处于40～130 s^(-1),动态强度增长因子范围在1.5～3之间。     

Continuous near-tip fields for a dynamic crack propagating in a power-law elastic-plastic material

By use of the J ₂ flow theory and the rectangular components of field quantities, the near-tip asymptotic fields are studied for a dynamic mode-I crack propagating in an incompressible power-law elastic-plastic material under the plan strain conditions. Through assuming that the stress and strain components near a dynamic crack tip are of the same singularity, the present paper constructs with success the fully continuous dominant stress and strain fields. The angular variations of these fields are identical with those corresponding to the dynamic crack propagation in an elastic-perfectly plastic material (Leighton et al., 1987). The dynamic asymptotic field does not reduce to the quasi-static asymptotic field in the limit as the crack speed goes to zero. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

灰岩和白云岩动态压缩力学性能的SHPB实验

为了得到爆破荷载作用下岩石的破坏特性及爆破振动波的传播特性,利用RMT-150C多功能实验机和改进后的ф50mm的分离式Hopkinson压杆装置,分别研究灰岩和白云岩试件的静态力学特性和在5种不同应变率等级下的动态力学性能。实验结果表明,随着平均应变率的增加,灰岩和白云岩试件的动态抗压强度、峰值应变、吸收能、比能量吸收值以及破碎程度都明显增加,表现出显著的应变率效应,而初始弹性模量对应变率的相关性不敏感。从岩石的动态抗压强度和能量吸收两个方面,对比分析灰岩和白云岩动态力学性能的共性和差异性,更合理地解释了岩石在动态冲击荷载下的破坏本质。     

灰岩和白云岩动态压缩力学性能的SHPB实验

为了得到爆破荷载作用下岩石的破坏特性及爆破振动波的传播特性,利用RMT-150C多功能实验机和改进后的ф50mm的分离式Hopkinson压杆装置,分别研究灰岩和白云岩试件的静态力学特性和在5种不同应变率等级下的动态力学性能。实验结果表明,随着平均应变率的增加,灰岩和白云岩试件的动态抗压强度、峰值应变、吸收能、比能量吸收值以及破碎程度都明显增加,表现出显著的应变率效应,而初始弹性模量对应变率的相关性不敏感。从岩石的动态抗压强度和能量吸收两个方面,对比分析灰岩和白云岩动态力学性能的共性和差异性,更合理地解释了岩石在动态冲击荷载下的破坏本质。     

二维C/SiC复合材料准静态和动态拉伸力学性能

采用分离式Hopkinson拉杆装置和电子万能试验机研究了二维C/SiC复合材料在4种应变率（0.001、0.010、90.000和350.000 s-1）下的拉伸力学性能,计算并验证了动态试验中的应力平衡状态;采用SEM分析了复合材料在不同应变率下的破坏断口和失效机制;建立了复合材料包含损伤和应变率相关的本构方程。结果表明:二维C/SiC复合材料的应力-应变曲线都表现出非线性的特征。随着应变率的增加,二维C/SiC复合材料的拉伸强度从204 MPa增加到270 MPa,增加了33%,这表明复合材料的拉伸强度具有较强的应变率敏感性。复合材料在准静态和动态加载下表现出不同的破坏模式是由材料内部界面行为的应变率效应造成的。      

柔性环氧灌浆材料的制备与性能研究

采用十八胺与乙二醇缩水甘油醚为原料,制得一种两端为环氧基、中间氮原子上接有长疏水侧链的加成物,再由自制亚胺上剩余的仲胺对加成物进行封端,制备出潜伏型柔性环氧固化剂.并用该固化剂制备出低模量高弹性环氧灌浆材料.通过测定固化物的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率和玻璃化转变温度(Tg),扫描电子显微镜对固化物的断裂面形态分析等...