Page 77 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 郑贺龄，等： 带截顶内衬的高熵合金/Al/PTFE双层复合药型罩成型机理与毁伤特性 第 3 期

2 试验结果

图 3 为含能复合结构药型罩与单 HEA 药型罩对 C35 混凝土的毁伤试验结果，图中：D 为靶前崩落
1
直径，d 为通孔直径，H 为靶前崩落区深度，D 为靶后崩落直径，H 为靶后崩落区深度。可以看到，混凝
2
1
2
土靶标的迎弹面损伤形状是一个不规则的类圆形，这是由于混凝土本身为非均质材料，内部骨料粒度以
及排列具有随机性，因此在实际测量中毁伤直径的测量方法按照“米”字测量法，即水平、竖直、45°与
135°等 4 个方向，最后取 4 次测量的平均值。表 1 列出了混凝土的毁伤结果。

Front spalling Through hole Front spalling Rear spalling Rear spalling
diameter d
diameter D 1 depth H 1 diameter D 2 depth H 2

Multi-
layer
liner

Single
HEA
liner

图 3 2 种结构药型罩试验结果
Fig. 3 Test results of liners with two structural types

试验结果表明，2 种药型罩结构均能形成稳 表 1 混凝土的毁伤结果对比
定侵彻的射流，所有混凝土试件被完全贯穿，侵 Table 1 Comparison of concrete damage results
彻通道呈近似圆柱形。观测发现，混凝土迎弹面
药型罩结构 D 1 /cm d/cm H 1 /cm D 2 /cm H 2 /cm
产生大量放射状裂纹，并扩展至试件边界。相比
复合结构 48.1 7.6 10.3 50.4 17.3
之下，传统紫铜射流虽因压缩波作用也会在表面
单HEA 61.8 5.8 15.0 65.6 17.3
诱发裂纹，但由于缺乏持续能量输入，其裂纹数
量较少、延伸长度有限。该现象表明，含能射流在巨大撞击压力下激活了 HEA 与 Al/PTFE 材料的释能
特性，进而在混凝土内部触发了二次内爆反应。内爆初期产生的向心汇聚压力波强烈压缩混凝土内部，
同时应力波在内部界面反射、叠加形成拉伸应力，导致侵彻通道周围形成微裂纹、碎裂区与粉碎区，这
合理解释了试验后通道附近存在大量碎石的原因。随后，压力波传播至混凝土的自由界面，反射形成拉
伸波，在表层引发新的裂纹，并驱动内部既有微裂纹进一步扩展。含能材料持续释放的能量为裂纹扩展
提供了后续驱动力，而既有通道引导了应力集中与裂纹延伸方向。因此，内部高压压缩、自由面反射拉
应力与持续能量释放三者耦合，共同导致混凝土表面裂纹数量显著增多、延伸更远。此外，通过直观对
比可见，复合结构工况下混凝土表面裂纹数量明显多于单一 HEA 工况，表明 Al/PTFE 内衬释放的能量
与 HEA 能量相互叠加，显著增强了内爆反应的剧烈程度，从而解释了复合结构工况下形成的通孔直径
大于单 HEA 工况下形成通孔直径的原因。
此外，表 1 中的毁伤数据对比显示，复合结构工况下的前崩落直径、前崩落深度及后崩落直径均显
著小于单层 HEA 工况。这一现象与预期的高能量释放导致更大迎弹面破坏相悖，表明 Al/PTFE 内衬对
射流成型过程产生了非预期的结构性扰动，而非单纯的化学能叠加。因此，猜测在高速侵彻过程中，
Al/PTFE 材料受冲击压缩后未及时发生化学反应，而是形成一类“保护层”结构包裹于 HEA 射流外围，

031405-5