Page 157 - 《爆炸与冲击》2026年第01期

第 46 卷 薛建锋，等： 核壳式复合活性破片对间隔靶的毁伤效应 第 1 期

析钨粉对破片毁伤威力的影响，制作了一种具有相同质量的新型“核壳”式复合活性材料试样。2 种活
∅ 10 mm×10 mm，如图 1 所示，2 种活性破片的基体材料均为 PTFE/Al/CF，试样 1
性破片的外形尺寸均为
中添加了一定质量的钨粉以提高密度，如图 1（a）所示。试样 2 中未添加钨粉，而是在试样中心放置了一
颗钨球，其结构如图 1（b）所示，试样的总质量与试样 1 保持一致。

PTFE/Al/CF/W powder

PTFE/Al/CF

Tungsten ball

(a) Sample 1 (b) Sample 2
图 1 活性材料试样结构示意图
Fig. 1 Schematic diagram of the structure of the reactive material sample

1.2 材料配比
表 1 活性材料试样的基体材料质量配比
根据文献 [15] 的结论，碳纤维含量为 2% 时
Table 1 Formulation of the matrix material
材料具有较好的动态压缩性能，碳纤维过多反而
for the reactive material test sample
会导致材料整体强度下降，因此，碳纤维质量占
−3
w(PTFE)/% w(Al)/% w(CF)/% 理论最大密度/(g·cm )
总质量的 2%，基体材料质量配比见表 1。
72.0 26.0 2.0 2.270
试样 2 的总质量为 3.6 g，其中所用的钨球
平均质量为 2.016 g。已知活性破片 PTFE/Al 质 表 2 试样 2 的质量配比
量比为 76.5/23.5，其中碳纤维质量占比 2.0% 的 Table 2 Formulation of sample 2
基础上，通过计算确定符合密度要求的材料配 配方 w(PTFE)/% w(Al)/% w(CF)/% w(W)/%
方，最终得出 PTFE/Al/CF/W 的具体质量配比，见表 2。 试样 30.1 10.9 2.0 57,0
3
主要原材料包括：PTFE，密度 2.152 g/cm ；
球形铝粉，粒径 25 μm，活性铝占比大于 98%；钨粉，粒径＜5 μm，纯度大于 99.98%。碳纤维（carbon fiber，
CF）为 1、3 mm 的短切碳纤维；钨合金球，直径为 6 mm。
1.3 压制成型与烧结成型
采用湿混法制备混合粉体材料，用模具压制试样。针对具有“核壳”复合结构的试样 2，设计了一
套专用圆头压杆，直径为 10 mm，其压制端面加工有直径 6 mm 的半球形结构。具体实验过程如下：首
先，根据试样尺寸计算所需粉体材料质量，将其均分为 2 份。将第 1 份粉体材料缓慢倒入模具中，通过轻
微晃动使粉体均匀沉降于模具底部；然后，使用圆头压杆进行第 1 阶段压制，压制完成后取出压杆，在试

样中心形成半球形凹槽；接着，使用镊子将钨球
轻放入凹槽内；完成上述步骤后，将第 2 份粉体
材料倒入模具，采用平头压杆在 500 MPa 压力下
进行最终成型。针对“核壳”复合结构活性材
料试样在烧结过程中易开裂的特性，通过引入碳
纤维增强基体材料的强度，以碳纤维长度为 1 mm、 (a) Sample 1 (b) Sample 2
烧结温度 350 ℃ 为标准的试样烧结条件。烧结 图 2 活性材料试样
完成的试样如图 2 所示。 Fig. 2 Reactive material sample

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