J积分法研究温度对Al-PTFE反应材料断裂韧性的影响

作者：吴家祥; 李裕春; 刘强; 黄骏逸; 张军; 冯彬^*

来源：含能材料, 2022, 30(03): 214-221.

• 铝-聚四氟乙烯(Al-PTFE)
• J积分
• 断裂韧性
• 相变特性
• PTFE纤丝

为探究聚四氟乙烯(PTFE)的温度引发相变特性对铝-聚四氟乙烯(Al-PTFE)反应材料断裂韧性的影响,通过开展准静态拉伸实验和断裂韧性实验,使用ASTM E1820单试样法中的归一化数据简化技术,对Al-PTFE的弹塑性断裂韧性进行J积分分析,结合试样断面微观形貌分析,明确了温度对Al-PTFE断裂韧性的影响。结果表明:随着温度的升高,Al-PTFE反应材料强度降低,断裂韧性增大,屈服强度和断裂韧性在跨越相变温度后呈现明显的突跃变化,裂纹扩展模式由脆性断裂转变为延性断裂。当PTFE处于结晶相Ⅱ状态时,能够拉伸形成的PTFE纤丝较少,而当温度升高,PTFE晶相向Ⅳ和Ⅰ状态转变时,稳定成形的PTFE纤丝能够通过局部塑性变形有效耗散外部能量,并依托缠绕桥接使裂纹尖端发生钝化,阻止裂纹扩展,从而提高材料断裂韧性。

• 单位
  野战工程学院; 中国人民解放军陆军工程大学; 中国人民解放军63870部队