《多功能含能結構材料衝擊誘發化學反應理論模型研究》是依託南京理工大學，由何源擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多功能含能結構材料衝擊誘發化學反應理論模型研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：何源
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
項目將以典型的多功能含能結構材料：鋁/鎢/聚四氟乙烯(Al/W/PTFE)及Al+Fe2O3為代表對材料的衝擊動態回響及衝擊誘發化反應行為進行研究，著重探討其在強衝擊載入條件下的動態壓縮行為和反應行為，分別建立多功能含能結構材料的衝擊壓縮模型和衝擊誘發化反應模型。在材料的動態壓縮行為方面，主要研究顆粒材料之間的相互碰撞、作用以及其中空穴塌縮等力學行為，在模型引入材料細觀特性參量，體現材料細觀特性對MESMs材料衝擊動態回響行為的影響；在材料的衝擊誘發化反應行為方面，主要研究與時間刻度相關的考慮物態轉變、反應閾值條件、反應釋能、反應率以及反應速率的SICR模型。細緻的刻畫MESMS材料從受衝擊到反應完成各參量的變化。最終獲得可較為準確描述MESMs衝擊誘發化學反應過程的SCIR模型實現對MESM釋能過程的控制，為我國MESM類高效毀傷戰鬥部的技術開發奠定理論基礎。
結題摘要
多功能含能結構材料的衝擊誘發化學反應機理及其細觀力學特性對反應過程的影響已經成為制約其在工程設計及套用上的瓶頸技術。本項目從材料的巨觀和細觀2個方面入手，採用理論、數值模擬、實驗三種手段，對MESMs在強衝擊載入條件下的力學、化學反應過程進行了深入探討。 巨觀上主要將考慮電子熱運動的費米理論引入材料的物態方程中對MESMs的衝擊溫升計算有很好的預測，並以溫度為反應閾值及控制參數，在衝擊誘發化學熱化學模型的建立上加入壓力控制因子及建立從初始反應物到最終生成物的衝擊壓縮物質轉變模型。綜合考慮了反應物到生成物各物理參量的轉變過程以及受時間、體系溫度、衝擊壓力控制的化學反應率，建立了較為完善的衝擊誘發化學反應（shock-induced chemical reaction ，以下均SICR）模型。 細觀上研究了顆粒材料之間的相互碰撞、作用以及其中空穴塌縮等力學行為，並結合前述巨觀理論模型，得到各細觀力學特性(顆粒形態、尺寸、分布等)、壓力、比容、衝擊波速度、粒子速度、衝擊溫度等未反應前的各物理參量對SICR過程的影響； 研究結果可為MESMs衝擊誘發化學反應機理提供依據，也可為我國MESMs類高效毀傷戰鬥部的技術開發奠定理論基礎。
