基于数值模拟优化的大尺寸Ni-Al含能结构材料爆炸烧结及力学性能

王益华 化昊展 周一博 胡启文

王益华, 化昊展, 周一博, 胡启文. 基于数值模拟优化的大尺寸Ni-Al含能结构材料爆炸烧结及力学性能[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20261135
引用本文: 王益华, 化昊展, 周一博, 胡启文. 基于数值模拟优化的大尺寸Ni-Al含能结构材料爆炸烧结及力学性能[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20261135
WANG Yihua, HUA Haozhan, ZHOU Yibo, HU Qiwen. Explosive Sintering and Mechanical Properties of Large-Sized Ni-Al Energetic Structural Materials Optimized via Numerical Simulation[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20261135
Citation: WANG Yihua, HUA Haozhan, ZHOU Yibo, HU Qiwen. Explosive Sintering and Mechanical Properties of Large-Sized Ni-Al Energetic Structural Materials Optimized via Numerical Simulation[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20261135

基于数值模拟优化的大尺寸Ni-Al含能结构材料爆炸烧结及力学性能

doi: 10.11858/gywlxb.20261135

Explosive Sintering and Mechanical Properties of Large-Sized Ni-Al Energetic Structural Materials Optimized via Numerical Simulation

  • 摘要: 针对现有Ni-Al含能结构材料的爆炸烧结研究多局限于Φ18mm及以下小尺寸试样的问题,为制备兼具高致密度与高反应活性的大尺寸 Ni-Al 含能结构材料,并验证尺寸放大的可行性,选用平均粒径19.8μm的Ni粉与24.7μm的Al粉,按摩尔比Ni:Al=1:1配制混合粉末;利用AUTODYN有限元模拟Φ18mm爆炸烧结过程,并结合理论计算优化工艺参数,通过爆炸烧结法制备 Φ50 mm Ni-Al 含能结构材料。采用密度测试、扫描电镜、X射线衍射分别表征试样致密度、微观组织与物相组成,并通过准静态压缩实验测试热处理后的材料力学性能。结果表明,制备的 Φ50 mm 样品平均致密度达99.1%,微观组织与Φ18mm试样无明显差异;烧结后仅检测到单质Ni、Al衍射峰,未生成Ni-Al金属间化合物,有利于保留了材料的后续反应活性;Al 相连续分布,Ni 颗粒均匀分散于其中,两相分布均匀;热处理后Φ50 mm 试样平均抗压强度为281.5 MPa,平均失效应变为17.8%,与Φ18mm试样力学性能基本一致。基于数值模拟与理论计算优化工艺参数,可实现 Ni-Al 含能结构材料的大尺寸爆炸烧结制备。

     

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  • 网络出版日期:  2026-09-21

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