Page 59 - 《爆炸与冲击》2026年第4期

第 46 卷 朱守军，等： 钛纤维含量对Al/PTFE-RDX组合装药力学行为和爆炸性能的影响 第 4 期

导致 Al/PTFE/MgH 体系的抗压强度和屈服强度呈先提高后降低的趋势、硬化模量呈下降趋势，能量释
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放效率则持续提高。Wu 等 [19] 研究了铝-镍-聚四氟乙烯复合材料的力学性能和反应特性，发现增加镍含
量会使材料由韧性转变为脆性，硬化模量和抗压强度均呈现先升后降的趋势，最后证实了利用镍铝反应

提高该材料能量密度及毁伤效应的可行性。Zhang 等 [5] 揭示了 Al 粉粒径对 Al/ZrH /PTFE 复合材料性能
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的影响，结果显示，随着 Al 粒径的增大，材料屈服强度降低，但抗压强度、失效应变和韧性先增后减，同
时冲击敏感性随粒径增大而降低。然而，当前研究多聚焦于通过在 Al/PTFE 活性材料中添加金属粉体去
改善其能量释放效率，忽视了含能粉体可能会导致活性材料的力学强度下降，严重影响其抗过载能力 [20] 。
武器弹药在生产、运输以及飞行过程中难免会经历一些复杂的力学过程，在此过程中弹药容易出现
结构变形、损伤等问题，难以发挥其侵彻性能和毁伤增强优势。PTFE 基体材料因其分子链之间的相互
作用力较弱，在受到外力作用下容易出现滑移和变形，导致材料的整体力学性能不佳 [21] 。Al/PTFE 活性
材料在不同载荷作用下的力学性能决定了 Al/PTFE-RDX 组合装药的安全性和生存能力 [22] 。纤维作为一
种常见的增强材料，在复合材料领域应用广泛，通过在基体材料中加入适量的纤维，可以显著提高材料
的力学性能 [23] 。本文通过在传统配方的 Al/PTFE 活性材料中引入钛纤维材料制备出增强型活性材料，利
用万能材料试验机和分离式霍普金森杆研究其力学行为；同时，将增强型环状活性材料与 RDX 炸药组
装成 Al/PTFE-RDX 组合装药，并利用自由场爆炸测试系统、球形爆炸容器测试系统并结合比色测温技
术研究其能量释放规律，研究环状活性材料的力学性能对 Al/PTFE-RDX 组合装药冲击波效应的影响；通
过对钛纤维增强的 Al/PTFE-RDX 组合装药爆炸固体残留物进行详细分析，深入探讨短切钛纤维对
Al/PTFE-RDX 组合装药能量释放的增益机理。

1 实 验

1.1 实验材料与表征
实验原材料为商业级 PTFE 粉末、商业级 18
Al 粉、商业级钛纤维（titanium fiber, TF），纯度均 16 Al， D 50 = 5.61 μm
PTFE，D 50 =1.41 μm
为 99% 以上。 14
图 1 为 PTFE 和 Al 的粒径分布情况，PTFE 12
粉 末 粒 径 （ D ） 为 5.61 µm， Al 粉 末 平 均 粒 径 Volume fraction/% 10
50 8
（D ）为 1.41 µm。图 2 为 Al 粉、PTFE 粉末、RDX 6
50
粉末的扫描电镜图。Al 粉颗粒饱满，球形度高， 4
但粒径分布不均，存在一定程度的团聚现象，这 2
主要是颗粒间的范德华力和库仑力相互作用所 0 0.1 1 10 100
导致。PTFE 粉末因其表面能较高，颗粒之间易 Partical size/μm
形成松散的聚集体，呈现紧密连接的椭球形结 图 1 实验粉体粒度分布
构。RDX 粉末呈不规则的多面体形状，表面较 Fig. 1 Particle size distribution of experimental powders

5 μm 500 μm 250 μm
(a) Al powder (b) PTFE powder (c) RDX

图 2 实验材料微观结构
Fig. 2 Microstructure of experimental materials

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