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粘结剂含量及梯度结构

来源：杰呈3D打印发布时间：2025-09-18 10:30:22 浏览次数：0次

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燃烧实验部分，粘结剂含量对 CuO/Al 复合材料的燃烧速率具有抑制作用。大量粘结剂的加入，会显著降低复合材料的燃烧性能。在压力输出特性方面，由于粘结剂在复合材料反应过程中，可能会发生热分解，或参与反应产生一定量的气体，进而影响复合材料的压力输出效果。

基于此，我们选用 n - PTFE/Al 复合材料开展实验。分别控制粘结剂含量为 5 wt%和 8 wt%，构建成质量为 3.0 g 的复合材料药柱，并对其进行压力输出测试。实验结果显示，粘结剂含量为 5 wt%的 n - PTFE/Al 复合材料，其获得的最大压力值为 3922.0 KPa；而粘结剂含量为 8 wt%的 n - PTFE/Al 复合材料，最大压力值达到 4818.8 KPa。粘结剂含量增加 3 wt%，最大输出压力提升了约 900 KPa。这表明，粘结剂在热分解或反应过程中能够提供大量的压力输出，在复合材料自身反应产生的压力基础上，进一步提升了整个体系的压力输出。

值得注意的是，两种粘结剂含量的 PTFE/Al 复合材料在压力测试过程中，获得的升压速率均为约 86000 KPa/s，并未因粘结剂含量的不同而产生变化。由此可知，升压速率不随粘结剂含量的变化而改变。

令人遗憾的是，被测试的梯度结构药柱的压力曲线，并未出现类似于轴向梯度结构药柱的台阶式压力输出现象。从压力释放方式来看，径向梯度结构不具备调控复合材料能量输出的功能。

然而，通过对径向梯度结构药柱获得的最大压力值进行对比发现，最大压力值的变化与不同形貌的 PTFE/Al 复合材料在梯度结构药柱内的位置密切相关。通过分析不同形貌的 PTFE/Al 复合材料所在位置和获得的最大压力值，我们初步判定，影响梯度结构变化的主要因素是 PTFE 纤维/Al 复合材料的位置。

当 PTFE 纤维/Al 复合材料最先开始点火反应时，整个梯度结构获得的压力值主要取决于 PTFE 纤维/Al 复合材料的内部反应，中间夹层以及外壳的复合材料仅起补充作用，获得的压力值相对较小；而当 PTFE 纤维/Al 复合材料作为外壳时，能够获得更大的压力值。相反，当 u - PTFE/Al 复合材料处于梯度结构内芯位置时，可获得较大的压力值。因此，在拥有三种形貌的 PTFE/Al 复合材料的径向梯度结构中，PTFE 纤维/Al 复合材料的燃烧反应顺序是调控其压力输出的关键。

无序的 PTFE/Al 复合材料获得的最大压力值为 4867.9 KPa，与上述六种梯度结构获得的最大压力值的平均值相近。这进一步说明，梯度结构内部三种形貌 PTFE/Al 复合材料的分布位置，具有调控复合材料药柱最大输出压力值的作用。