Page 64 - 《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

此外，通过对冲击波压力曲线进行线性拟 1#
31.48 kPa 2#
合，并利用拟合直线的斜率计算出了各个 Al/PTFE- 33.87 kPa 3#
37.68 kPa
5#
RDX 组合装药样品的正压持续时间。之后，利 34.17 kPa 4#
用正相冲量计算式得到了相应的正相冲量 I ： 50 31.63 kPa
+
ï ò 40
w
t + 1 1 30
I + = pdt = p m t + − (1−exp(−α)) (6)
0 α α 2 20
利用自由场爆炸实验系统探究了短切钛纤 Peak pressure/kPa 10 0
维质量分数对 Al/PTFE-RDX 组合装药爆炸冲击 −10
波参数的影响，典型的压力-时程曲线如图 8 所 −20 500
示。由图 8 可知，添加不同质量分数短切钛纤维 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000
的 Al/PTFE-RDX 组合装药冲击波峰值压力分别 Time/µs
为 34.17、37.68、33.87 和 31.48 kPa，随着短切钛 图 8 不同短切钛纤维质量分数的 Al/PTFE-RDX 组合
纤维质量分数的提高，峰值压力呈先增加后降低 装药冲击波压力-时间曲线
的趋势，并且在短切钛纤维质量分数为 3% 时达 Fig. 8 Shock wave pressure-time curves of Al/PTFE-RDX
到最大值。这是因为适量（0%～3%）的短切钛纤 composite charges with different short-cut
titanium fiber content
维在环状活性材料中形成刚性骨架结构，延缓了
外层环状活性材料在 Al/PTFE-RDX 组合装药爆炸初期的破裂过程，内部 RDX 药柱爆炸后受到外层环形
活性材料的约束作用，冲击波会在环状结构内部更有效地积累，当冲击波积累到一定程度会将外层的环
状材料破碎并抛洒在空中。这种约束增强作用不仅可以延长有效反应时间，还可以降低活性材料反应
阈值，从而使更多的能量支持爆炸反应，驱动反应向高强度方向深化，最终导致冲击波峰值压力升高。
然而，过量（3%～7%）的短切钛纤维又会降低环状活性材料内部结构的强度，甚至会引起其内部的结构
缺陷、加速其爆炸破裂过程，从而导致 RDX 药柱能量提前释放、冲击波峰值压力降低。
图 9 为添加不同质量分数短切钛纤维的 Al/PTFE-RDX 组合装药爆炸冲击波参数。由图 9 可知，Al/PTFE-
RDX 组合装药爆炸冲击波的正相作用时间和正冲量随短切钛纤维质量分数的增加呈先上升后下降的趋
势。当短切钛纤维的质量分数为 3% 时，Al/PTFE-RDX 组合装药的爆炸冲击波正相作用时间和正冲量分
别达到最大值 695.34 µs 和 12.34 Pa·s。分析认为，在高温高压环境下 PTFE 分解产生的氟自由基能够促

进短切钛纤维与 Al 颗粒在二次反应过程中发生
协同燃烧 [33] ，显著提高了 Al/PTFE-RDX 组合装 5# 9.51 μs 669.43 Pa·s
药的二次反应效率，进而延缓了冲击波的衰减速
4# 10.64 μs 680.59 Pa·s
率，使得 Al/PTFE-RDX 组合装药爆炸冲击波的
正相作用时间和正冲量增加；当 Al/PTFE-RDX 3# 12.34 μs 695.34 Pa·s
组合装药含有的短切钛纤维过量时，会加剧 Al/
2# 10.99 μs 683.20 Pa·s
PTFE-RDX 组合装药的负氧平衡，且过量的短切
钛纤维爆炸破碎和吸热过程会吸收部分能量，削 1# 9.87 μs 657.52 Pa·s
弱 Al/PTFE-RDX 组合装药二次反应的释能效 15 12 9 6 3 0 200 400 600 800
果，此外，过多的短切钛纤维会降低外层环状材 t + /μs I + /(Pa·s)
料的力学强度，进而减弱其对内部 RDX 药柱的 图 9 不同短切钛纤维质量分数的 Al/PTFE-RDX 组合
约束作用，导致活性材料后续得活化程度不够充 装药冲击波参数
分，从而降低 Al/PTFE-RDX 组合装药的爆炸冲 Fig. 9 Shock wave parameters of Al/PTFE-RDX composite
击波的正相作用时间和正冲量。 charges with different short-cut titanium fiber content

2.4 爆炸准静态压力场特征
爆轰产物产生的压力远小于冲击波的峰值，但气体压力持续的时间更长，该过程相对缓慢，可以近

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