Исследование сверхбыстрых физико-химических процессов в слоистой системе «тефлон - алюминий»

09.07.2015

Исследовалось поведение слоистой системы «алюминий — тефлон» под действием ударного импульса амплитудой от 20 до 1000 МПа. В компонентах системы возникают ударные волны, скорость которых оценивается по модели В.Г. Щетинина. Изучены условия достижения резонансно подобного состояния в слоевых компонентах — асимптотический рост напряжений на переднем крае нагрузки при приближении скорости нагрузки к рэлеевской — по условию равенства скорости движения нагрузки и рэлеевской скорости. Оценка минимальных характерных размеров текстуры повреждаемости слоев компонентов l1i = c1i/pi проводится по наличию достаточного количества энергии ударного импульса на совершение работы разрушения. Количество энергии, необходимое для образования текстуры материала характерного размера, определяется по формуле Ирвина (2.14).
Ниже представлены возможные характерные размеры текстуры слоев компонентов l1i, полученные в результате вычислительного эксперимента (табл. 9). Из таблицы 9 видно, что чем больше амплитуда ударного импульса, тем мельче возможные характерные размеры.
Исследование сверхбыстрых физико-химических процессов в слоистой системе «тефлон - алюминий»
Исследование сверхбыстрых физико-химических процессов в слоистой системе «тефлон - алюминий»

На рисунке 49 отражена зависимость относительного объема материала δ, в котором достигнуто состояние резонанса от амплитуды динамического воздействия Р.
Исследование сверхбыстрых физико-химических процессов в слоистой системе «тефлон - алюминий»

Полученные результаты свидетельствуют о наличии критического значения амплитуды ударного импульса, преодоление которого приводит к возникновению резонансного режима сначала в тефлоне (P = 40 МПа), а затем и в алюминии (Р = 880 МПа). Наблюдается значительный разрыв во времени достижения максимальной степени механической активации в слоях реагирующих компонентов (тефлона и алюминия). Ударный запуск химических превращений во взрывном режиме возможен после активирования всех реагентов.
Проведенные исследования выявили перспективность разработанного подхода моделирования условий ударного запуска слоистых реагирующих систем.