بررسی اثر تنگستن بر روی خواص مکانیکی و حرارتی ماده کامپوزیت واکنشی al-ptfe

کامپوزیت های واکنشی گروه جدیدی از مواد کامپوزیتی متشکل از دو یا چند ماده فلزی، فلز-پلیمر و ترمیتی هستند که در شرایط محیط قادر به اشتعال یا انفجار نیستند ولی در اثر شوک و بارهای ضربهای شدید، قابلیت آزادسازی انرژی زیادی را دارند. در این مقاله، تاثیر درصد تنگستن بر روی خواص حرارتی، مکانیکی کامپوزیت معروف al-ptfe بررسی شده است. به این منظور، ترکیب al-ptfe با درصدهای وزنی مختلف تنگستن در اتانول به مدت یک ساعت در جارمیل مخلوط شدند. سپس پودرهای مخلوط شده در دمای 60 درجه سانتیگراد تحت خلا به مدت 48 ساعت خشک شدند، پس از خشک شدن، تحت فشار 200 مگاپاسکال پرس کرده به مدت 20 ثانیه تحت فشار نگه می داریم. سپس تحت خلا در دمای 380 درجه سانتیگراد با نرخ گرمایش 1 درجه بر دقیقه به مدت 4 ساعت پخت کرده و تا سرد شدن کوره نمونه ها تحت خلا نگه داشته می شوند. ریزساختار به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (fesem) آنالیز شد. برای بررسی خواص احتراقی به ترتیب از آزمونهای dsc و احتراق و برای آزمون های مکانیکی از فشار و هاپکینسون استفاده شد. در آزمون احتراق بیشترین حرارت آزاد شده در نمونه های تنگستن مربوط به نمونه واکنشی 20al-50ptfe-30w است. در آزمون فشار و هاپکینسون بیشترین استحکام در نمونه های تنگستن مربوط به نمونه 20al-10ptfe-70w و بترتیب mpa 30.1 و 62.1 بود. همچنین نتایج نشان داد با افزایش نرخ کرنش در آزمون فشار از s-1 0.01 (در آزمون فشار) به s-1 1000 (در آزمون هاپکینسون) استحکام فشاری افزایش مییابد.. علاوه بر این افزودن پودر w در کامپوزیتهای al-ptfe افزایش خواص مکانیکی را به دنبال داشت.

investigating the effect of tungsten (w) particles on thermal and mechanical properties of al-ptfe reactive composite

reactive composites are a new category of composite materials composed of two or more metallic substances, polymer-metal and thermite materials. these composites are not flammable or explosive under ambient conditions, but have the capability to release a significant amount of energy during severe shock and impact loads. the objective of this article is to investigate the impact of varying the percentage of tungsten (w) particles on thermal and mechanical properties of al-ptfe composite. to achieve this, al-ptfe compositions with different weight percentages of w and ethanol were milled and blended for one hour. then mixed powders are dehydrated at 60°c for 48 hours under vacuum condition (p=0.01mbar). after drying, they are pressed at pressure of 200 mpa for 20 seconds. sintering is carried out at 380°c with heating rate of 1°c/min under vacuum condition for 4 hours and samples are remained under vacuum condition for as long as the furnace is cooled down. the microstructure was analyzed using field emission scanning electron microscopy (fesem). combustion properties were assessed using differential scanning calorimetry (dsc) and combustion tests. mechanical properties were evaluated through compression and hopkinson tests. in the combustion test, the highest released heat was associated with 20al-50ptfe-30w reactive sample. moreover, the addition of tungsten powder to the al-ptfe composite improves the mechanical properties. in the compression and hopkinson tests, the highest compressive strength was observed for the 20al-10ptfe-70w sample, reaching 30.1 mpa and 62.1 mpa, respectively. the results indicates that with an increase in the strain rate from 0.01 s-1 (compression test) to 1000 s-1 (hopkinson test), the compressive strength increases.