【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于军用毁伤材料，具体涉及一种引燃纵火毁伤元材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、战斗部是弹药毁伤目标、完成既定终点效应的部分，决定了武器系统的最终毁伤效果，这其中以各类毁伤材料最为关键。
2、含能毁伤材料除了具有动能毁伤之外，还可以在撞击、挤压、摩擦、加热等条件下自身发生剧烈的氧化放热反应，以冲击超压、高温碎片群、燃烧破片等形式进行二次毁伤，在各类型战斗部当中都有着重要应用价值。
3、目前弹药中的纵火材料主要有两类，一是以燃烧功能为主，强度很低或无强度，主要用于各种无防护目标的大范围纵火；二是以穿甲为主、附带一定引燃纵火功能，主要针对飞机、轻装甲车辆等目标，在穿透防护后进行纵火破坏。前者虽然化学活性高、燃烧热值高、引燃能力强，但基本不具备穿甲功能；后者强度高、穿甲能力强，但是化学能量密度低，需要很高的速度才能激发其化学活性。故而，有必要研究出同时具备穿甲能力以及较高燃烧性能的毁伤元材料。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种同时具备穿甲能力以及纵火功能的引燃纵火毁伤元材料。
2、本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种上述引燃纵火毁伤元材料的制备方法。
3、本专利技术所要解决的第三个技术问题是提供一种上述引燃纵火毁伤元材料的应用。
4、本专利技术解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种引燃纵火毁伤元材料，其特征在于：以质量百分比计，包括30～70％的ce
5、优选地，所述引燃纵火毁伤元材料的密度为6.5～6.7g/cm3，抗压强度为300～800mpa，抗拉强度为50～200mpa，燃烧热为8～10kj/g，尺寸为0.5～5mm块体的自燃温度为300～500℃，最高燃烧温度为2000～3000℃。
6、本专利技术解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种如上所述的引燃纵火毁伤元材料的制备方法，其特征在于：采用真空感应熔炼工艺，依次通过配料、装料、真空熔炼、浇注、脱模及后处理步骤。
7、优选地，所述配料的工艺为：以纯度≥99％的ce块体、纯度≥99.5％且尺寸为2～5mm的海绵zr颗粒为原料，按组成质量百分比进行配料。
8、优选地，所述装料的工艺为：采用中频真空感应熔炼炉，使用耐高温陶瓷坩埚，将海绵zr颗粒铺放在坩埚下部，ce块体放置在坩埚中上部，以使ce块体处在感应加热的有利位置。
9、进一步地，所述真空熔炼的工艺为：将中频真空感应熔炼炉抽真空至10pa以下，再充入氩气至中频真空感应熔炼炉的绝对压力为0.05～0.08mpa，开启中频电源进行加热，熔炼功率为15～30kw，直至坩埚内的原料形成熔液。
10、进一步地，所述浇注的工艺为：待海绵zr颗粒熔化后，精炼3min，进行浇注，浇注模具为石墨或陶瓷型壳模具。浇注模具的温度以及浇注熔液的温度根据浇注模具形状、结构进行调整，以达到最佳充型状态。
11、进一步地，所述脱模及后处理的工艺为：待浇注模具温降至100℃以下出炉，脱模后根据需要进行后续的机械加工。
12、本专利技术解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种如上所述的引燃纵火毁伤元材料在对裸露目标和轻防护目标的应用。
13、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：ce和zr本身都是具有较高燃烧热值和高活性的易燃金属材料，但两者的燃烧特性有较大差别，ce的化学活性高，自燃温度、燃烧温度、燃烧热值和材料强度低，并且具有自持燃烧的特性，zr的自燃温度、燃烧温度、燃烧热值相对较高，材料强度高，但是块体材料无法持续自燃。通过本专利技术的制备方法将ce和zr形成了不互溶两相混合结构的准复合材料，达到了300～800mpa的抗压强度，具备了一定速度下穿透铝板钢板等轻防护目标的能力，同时该材料也具备了两种单质材料各自燃烧优点，具备低载荷冲击条件下点火自燃和持续燃烧的特征，因此能够同时实现穿甲和纵火功能，能够有效填补现有纵火材料和穿甲引燃材料之间的功能空白，起到对裸露目标和轻防护目标的纵火引燃功能。该材料具有良好的力学性能匹配性以及高能量密度、高化学活性的特点，同时其显微组织是由ce和zr组成的不互溶两相混合结构，通过简单的成分变化，可以改变基体相，进而调整材料的抗拉强度和抗压强度，针对不同应用场景，提高材料的适用性；且本专利技术通过常规的真空感应熔炼工艺制备，具有工艺简单、性能可控、制造成本低的优势。
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1.一种引燃纵火毁伤元材料，其特征在于：以质量百分比计，包括30～70％的Ce、30～70％的Zr以及其他不可避免的杂质元素，且杂质元素总含量≤1％。
2.根据权利要求1所述的引燃纵火毁伤元材料，其特征在于：所述引燃纵火毁伤元材料的密度为6.5～6.7g/cm3，抗压强度为300～800MPa，抗拉强度为50～200MPa，燃烧热为8～10kJ/g，尺寸为0.5～5mm的块体的自燃温度为300～500℃，最高燃烧温度为2000～3000℃。
3.一种如权利要求1或2所述的引燃纵火毁伤元材料的制备方法，其特征在于：采用真空感应熔炼工艺，依次通过配料、装料、真空熔炼、浇注、脱模及后处理步骤。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述配料的工艺为：以纯度≥99％的Ce块体、纯度≥99.5％且尺寸为2～5mm的海绵Zr颗粒为原料，按组成质量百分比进行配料。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述装料的工艺为：采用中频真空感应熔炼炉，使用耐高温陶瓷坩埚，将海绵Zr颗粒铺放在坩埚下部，Ce块体放置在坩埚上部，以使Ce块体处
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述真空熔炼的工艺为：将中频真空感应熔炼炉抽真空至10Pa以下，再充入氩气至中频真空感应熔炼炉的绝对压力为0.05～0.08MPa，开启中频电源进行加热熔炼，熔炼功率为15～30kW，直至坩埚内的原料形成熔液。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述浇注的工艺为：待海绵Zr颗粒熔化后，精炼3min，进行浇注，浇注模具为石墨或陶瓷型壳模具。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述脱模及后处理的工艺为：待浇注模具温降至100℃以下出炉，脱模后根据需要进行后续的机械加工。
9.一种如权利要求1或2所述的引燃纵火毁伤元材料在对裸露目标和轻防护目标具有较好的直接引燃和穿靶后引燃纵火功能。
...【技术特征摘要】
1.一种引燃纵火毁伤元材料，其特征在于：以质量百分比计，包括30～70％的ce、30～70％的zr以及其他不可避免的杂质元素，且杂质元素总含量≤1％。
2.根据权利要求1所述的引燃纵火毁伤元材料，其特征在于：所述引燃纵火毁伤元材料的密度为6.5～6.7g/cm3，抗压强度为300～800mpa，抗拉强度为50～200mpa，燃烧热为8～10kj/g，尺寸为0.5～5mm的块体的自燃温度为300～500℃，最高燃烧温度为2000～3000℃。
3.一种如权利要求1或2所述的引燃纵火毁伤元材料的制备方法，其特征在于：采用真空感应熔炼工艺，依次通过配料、装料、真空熔炼、浇注、脱模及后处理步骤。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述配料的工艺为：以纯度≥99％的ce块体、纯度≥99.5％且尺寸为2～5mm的海绵zr颗粒为原料，按组成质量百分比进行配料。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘桂涛，吴宝海，刘奕彤，陈展宏，刘凯，王志威，梁栋，张跃，
申请(专利权)人：中国兵器科学研究院宁波分院，
类型：发明
国别省市：
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