爆炸压实制取W-Cu纳米复合材料的实验研究

采用机械合金化法制备了W-Cu合金粉末。将制备出的W-Cu合金粉末置于爆炸压制成型的装置中进行爆炸压实,得到了最高致密度达98%的W-Cu合金。利用X射线衍射(XRD)分析了W-Cu混合粉末的合金化过程,研究了W-Cu合金粉末的还原温度对压实坯致密度的影响。通过电子探针微量分析仪(EPMA)观察了样品内部的成分与元素分布,利用扫描电子显微镜(SEM)对样品断口形貌进行了观察,并对样品的维氏硬度和电导率进行了测量。结果表明,W-Cu合金化粉末在爆炸冲击波作用下能够结合成高致密体,复合材料具有高硬度、组织均匀、晶粒细小的特点。     

纳米二氧化钛粉体的气相爆轰制备

 介绍了利用氢氧混合气体为原料、以四氯化钛为前驱体、气相爆轰制备纳米二氧化钛粉体的方法。利用XRD衍射结果分析证明，产物为金红石相和锐钛矿相的二氧化钛混晶，其晶粒尺度为纳米量级。通过XRD、SEM、TEM分析可以得出，粒子基本为球形，大部分粒子粒径为10~20 nm，也有少量的100 nm左右的粒子产生。分析后发现，反应发生在爆燃转爆轰的过程中和爆轰管中的湍流现象是导致大粒子产生的主要原因。在对在氢过量和氧过量两种状况下，对爆轰所产生的产物的形貌进行了对比，分析发现两种状况产生纳米二氧化钛粉末粒径分布和形貌并没有太大变化。     

裸爆和特制半球形结构内爆超压对比实验研究

 爆炸焊接过程会产生爆炸地震、冲击波、有毒气体和噪音等有害效应。设计并制作一个直径为36 m、入口和排烟口直径分别为8 m的半球形结构,用以降低爆炸焊接过程中产生的超压影响。为了研究实际超压降低效果,进行了裸爆和按1/6比例建立的半球形结构内爆炸的超压对比实验。实验结果表明：当超压的传播距离大于20 m时,这种半球形结构能有效降低爆炸焊接过程中产生的超压;对于相同的超压传播距离,切线方向（垂直于半球形结构入口方向）比径向方向（半球形结构入口方向）的超压降低效果好。结合冲击波的传播和反射特点,对超压降低的可能原因进行了分析。     

热处理对爆轰合成的纳米TiO_2混晶的结构相变的影响

采用爆轰法制备了纳米TiO2混晶体,初步研究了不同煅烧温度(600℃和720℃)和不同煅烧时间(1 h,2 h,3.5 h和5 h)对其微结构和结构相变行为的影响,并应用热动力学理论讨论了从锐钛矿相到金红石相的结构相变过程和相变机理.研究表明:随着煅烧温度的升高和煅烧时间的增加,纳米TiO2的粒径逐渐增大,混晶中金红石相的含量逐渐提高.与常规方法制备的纳米TiO2不同的是,在相同煅烧温度和煅烧时间下金红石相的平均生长速率明显低于锐钛矿相.锐钛矿相完全相变为金红石的温度也明显低于常规方法报道的相变温度.该研究会对控制纳米TiO2晶体尺寸和批量合成提供一定的理论和实验指导.     

爆炸焊接斜碰撞过程的数值模拟

 借助动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA 11.0,建立了考虑材料强度的流体弹塑性力学模型,运用光滑粒子流体动力学（SPH）方法,对爆炸焊接斜碰撞过程进行了数值模拟。界面波和射流的模拟结果与爆炸焊接生产实际中的现象较为吻合,说明采用SPH方法对爆炸焊接斜碰撞过程进行模拟研究是有科学价值的。     

爆轰波碰撞聚能无网格MPM法数值模拟

爆轰聚能经常被应用于工程爆破切割,为了探索新的聚能爆破形式,本文应用无网格MPM法对圆柱筒装药和导爆索多点起爆形式的爆轰波碰撞聚能问题进行三维数值模拟,采用显式积分算法完成爆轰波形成和汇聚过程以及爆轰压力场分布的数值计算,并将数值模拟结果与实验结果做了对比分析。由此验证了无网格MPM法的准确性,也为炸药聚能爆破提供了新的思路和高效的操作方法。     

爆炸粉末烧结微孔隙塌缩沉能分析

 对爆炸粉末烧结过程中颗粒间的结合和沉能机制进行了分析,用反映微孔隙闭合的一维球对称塌缩模型对爆炸粉末烧结后期由微孔隙闭合引起的沉能现象进行了研究。在球对称塌缩一维流动的控制方程中引入传热项的影响,采用刚塑性假设并引入热粘塑性本构关系,利用有限差分法对球壳收缩过程中的温度分布进行了计算。结果表明：热传导的影响随孔隙尺度的变小而变大;球壳收缩过程中其内壁经历了从弹塑性体到流体的转变,其温升远高于其它部位的温升,其它部位较低的温度将对熔化的球心起到低温淬火作用。     

不同前驱体相对摩尔量对气相爆燃制备纳米SiO2的影响

 以SiCl₄为前驱体,以空气和氢气的混合气体为爆源,通过改变前驱体的相对摩尔量,考察前驱体的相对摩尔量对产物的影响。通过X射线荧光谱（XRF）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）等测试手段对纳米SiO₂粉体进行表征及分析。通过XRF对产物进行成分分析,测得实验所得产物主要由SiO₂组成,且纯度达到99.9%以上;由XRD分析得知,生成的SiO₂产物属于典型的非晶态结构;由TEM图像可以看出,随着前驱体相对摩尔量的增加,所得到的产物粒子逐渐出现粘结,分散性下降,前驱体相对摩尔比应该控制在1.5以内。     

多层非晶薄带爆炸焊接温度场模型

 从非晶合金形成的特点出发，结合爆炸焊接传热的特殊性，提出用一种方波形温度场模型来解释非晶薄带爆炸焊接后能保证非晶态的原因。结果表明此模型符合非晶薄带爆炸焊接的实际情况。     

爆炸焊界面附近熔化层厚度估算

 爆炸焊接界面附近温升是由爆炸绝热压缩和畸形变形能沉积两者造成的。通过计算绝热压缩温升和畸形变形能沉积产生的温升，给出熔化判据，估计出了爆炸焊接界面熔化层的厚度。