一种释热材料及其制备方法
【专利摘要】一种释热材料及其制备方法，包括如下步骤：（1）取镍粉和铝粉，将镍粉、铝粉按镍粉和铝粉的物质的量之比为1∶4～4∶1充分混和，制成混合粉末；（2）在步骤（1）的混合粉末内加入以金刚石粉、石墨粉、淀粉、石蜡或UHU粘结的剂稀释剂；（3）将加入稀释剂的混合粉末放入金属模内进行模压成型，模压成型温度为20～60℃，升温方式为15～45℃/分钟，模压成型压力为250～500MPa，成型后脱模即得到压制厚度为0.1～10mm最终产品。本发明通过挤压技术制备Ni-Al材料，在一定条件下该材料可以实现瞬时或连续释热，温度可高达1500℃以上，利用该制备方法制备的释热材料可作为辅助放热材料，明显增加材料向周围散发的热量，同时也可得到Ni-Al合金。
【专利说明】一种释热材料及其制备方法【技术领域】
[0001]本发明涉及材料【技术领域】，具体涉及一种释热材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着对破甲弹、侵彻弹等武器和石油射孔弹等民品研究的深入，聚能装药作用越来越受到国内外的重视。药型罩是形成射流的主要部件，承担着对目标的毁坏作用。药型罩在爆轰波作用下形成高速的金属射流，穿射或穿透目标体。为达到良好的破坏作用，希望金属射流具有侵彻力强，渗透率高等特点。在决定侵彻性能的多种因素中，药型罩材料起关键作用，合适的药型罩材料可不同程度地改善战斗部的侵彻性能。根据侵彻流体动力学理论，药型罩形成更长而且稳定的射流要求药型罩材料具备高密度、高声速、良好的导热性、高动态断裂延伸率等性能。目前，破甲弹药形罩材料研究出现两个不同方向，即纯金属和多相复合材料。纯金属药型罩材料主要包括Cu，Ni，Mo，W，Ta等。美国、日本、德国等主要集中在电铸Ni，W及其合金，Mo，Ta等的研究。此外，美、俄还开展了贫铀合金药型罩材料的研究。多相复合材料药型罩，如W-Cu，Cu-N1-ff, Ta-Cu等，它是把不同性能的金属或合金，按照药形罩的设计要求复合起来发挥综合优势。为进一步提高药型罩的后效性能，可将含能物质与传统药型罩材料优化结合，在保证射流正常侵彻的同时，充分利用含能材料的放热、爆轰等性能，来进一步提高聚能战斗部的性能。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，提供一种释热材料及其制备方法，该方法通过挤压技术制备释热材料，设备 简单，操作灵活，施工时间较短，效率高，其释热材料在一定条件下可以实现瞬时或连续释热，放热温度高达1500°C以上，可以用于提高爆破、穿射等作业中的侵彻能力。
[0004]采用的技术方案是:
一种释热材料，由粒径为I~20 μ m的镍粉和粒径为10~50 μ m的铝粉混合，经模压成型制成，其镍粉和铝粉的物质的量之比为:
1: 4 ~4:1。
[0005]一种释热材料的制备方法，包括如下步骤:
(O取镍粉和铝粉，将镍粉、铝粉按镍粉和铝粉的物质的量之比为1:4~4:1充分混和，制成混合粉末；
(2)在步骤(1)的混合粉末内加入稀释剂；
(3)将加入稀释剂的混合粉末放入金属模内进行模压成型，模压成型温度为20~60升温方式为15~45 °7分钟，模压成型压力为250~500MPa，成型后脱模即得到最终产品，最终产品的压制厚度为0.1~10mm。
[0006]上述的稀释剂选用金刚石粉、石墨粉、淀粉、石蜡或UHU粘结剂。
[0007]上述的模压成型压力优选为300MPa。[0008]上述的模压成型温度优选为40 °G。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1.本发明制备的最终产品，在高温高压条件下可被引燃，引燃后材料将达到常规加热技术达不到的高温(1800-5000K)。
[0010]2.通过成分配比及加热方式的改变，既可实现瞬时放热，也可实现连续放热。
[0011]3.可用于制备极端条件下的一系列N1-Al合金。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为实施例1产品坯样断面X射线衍射图。
[0013]图2为实施例1产品坯样的断面形貌照片。
[0014]图3为实施例1产品坯样发生放热反应的DSC图谱。
【具体实施方式】
[0015]结合附图和实例对本制备方法和应用进一步说明。
[0016]实施例1.首先取粒径为10 μ m镍粉、粒径为30 μ m招粉,按镍粉和招粉的物质的量之比为1:1充分混和，放入球磨机内，在150转/min的条件下，球磨30分钟，制成混合粉末；在所述混合粉末内加入UHU粘结剂作为稀释剂，再将加入稀释剂的混合粉末放入金属模内进行模压成型，模压成型温度为40 °G，升温方式为20 °7分钟，模压成型压力为300MPa，成型后脱模即得到最终产品，最终产品的压制厚度为5mm。
[0017]图1为实施例1制备的产品坯样断面的X射线衍射图，从图中可以看到经过球磨混和及压制成坯后，可以获得Ni和Al单相，并且没有氧化物出现。图2为产品坯样的断面形貌照片，经EDS检测，可知白色小颗粒为镍颗粒，黑色大颗粒为铝颗粒，在图2中可以观察到镍颗粒分布均匀且铝颗粒包围在镍颗粒周围。图3为实例I条件下制备获得的坯样在N2保护下，升温速率20 oC /min，测量温度范围为室温至1000 oC时的DSC曲线。放热峰对应的温度即为引燃反应的温度，在该温度下，产品坯样发生剧烈的放热反应。
[0018]本发明制备的释热材料，在一定条件下可以被引燃释放热量，达到比引燃温度更高的温度。用本发明制备的释热材料可以应用作为辅助放热材料，明显增加材料向周围散发的热量。例如做为药型罩衬层，药型罩被炸药引燃后，基体材料以3000?7000m/s的速度形成高速射流，同时衬层材料可实现连续放热反应，使反应产物在到达目标时持续发生爆炸放热，从而提高侵彻深度和侵彻面积。
[0019]实施例2.首先取粒径为I μ m的镍粉、粒径为10 μ m的招粉,按镍粉和招粉的物质的量之比为1:4充分混和，放入球磨机内，在150转/min的条件下，球磨30分钟，制成混合粉末，在所述混合粉末内加入稀释剂金刚石粉，再将加入稀释剂的混合粉末放入金属模内进行模压成型，模压成型温度为20 °G，升温方式为15 °7分钟，模压成型压力为250MPa，成型后脱模即得到最终产品，最终产品的压制厚度为0.1mm。
[0020]实施例3.首先取粒径为20 μ m的镍粉、粒径为50 μ m的招粉,按镍粉和招粉的物质的量之比为4:I充分混和，放入球磨机内，在150转/min的条件下，球磨30分钟，制成混合粉末，在所述混合粉末内加入稀释剂，稀释剂选用石墨粉，再将加入稀释剂的混合粉末放入金属模内进行模压成型，模压成型温度为60 °G，升温方式为45 °7分钟，模压成型压力为500MPa，成型后脱模即得到最终产品，最终产品的压制厚度为10mm。
[0021]实施例4
首先取粒径为10 μ m的镍粉、粒径为30 μ m的招粉,按镍粉和招粉的物质的量之比为1:2充分混和，放入球磨机内，在150转/min的条件下，球磨30分钟，制成混合粉末，在所述混合粉末内加入稀释剂，稀释剂选用淀粉，再将加入稀释剂的混合粉末放入金属模内进行模压成型，模压成型温度为40°C，升温方式为30°C/分钟，模压成型压力为300MPa，成型后脱模即得到最终产品，最终产品的压制厚度为5mm。
[0022]实施例5
首先取粒径为15 μ m的镍粉、粒径为40 μ m的招粉,按镍粉和招粉的物质的量之比为2:I充分混和，放入球磨机内，在150转/min的条件下，球磨30分钟，制成混合粉末，在所述混合粉末内加入稀释剂，稀释剂选用石蜡，再将加入稀释剂的混合粉末放入金属模内进行模压成型，模压成型温度为25 °G，升温方式为40 °7分钟，模压成型压力为300MPa，成型后脱模即得到最终产品，最终产品的压制厚度为8mm。
【权利要求】
1.一种释热材料，其特征在于该释热材料由粒径为I?20 μ m的镍粉和粒径为10?50μπι的铝粉混合，经模压成型制成，其镍粉和铝粉的物质的量之比为:1: 4?4: I。
2.根据权利要求1所述的一种释热材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (O取镍粉和铝粉，将镍粉、铝粉按镍粉和铝粉的物质的量之比为1:4?4:1充分混和，制成混合粉末； (2)在步骤(I)的混合粉末内加入稀释剂； (3)将加入稀释剂的混合粉末放入金属模内进行模压成型，模压成型温度为20?60升温方式为15?45 °7分钟，模压成型压力为250?500MPa，成型后脱模即得到最终产品，最终产品的压制厚度为0.1?10mm。
3.根据权利要求2所述的一种释热材料的制备方法，其特征在于所述的稀释剂选用金刚石粉、石墨粉、淀粉、石蜡或UHU粘结剂。
4.根据权利要求2所述的一种释热材料的制备方法，其特征在于所述的模压成型压力优选为300MPa。
5.根据权利要求2所述的一种释热材料的制备方法，其特征在于所述的模压成型温度优选为40 °G。
【文档编号】B22F1/00GK103962553SQ201410179093
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】吕逍, 段占强, 张罡, 郝永平 申请人:沈阳理工大学