CN111646872A - 一种新型战斗部活性破片及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型战斗部活性破片及其制备方法和应用，具体地说是一种通过带有格栅内壁管材封装，在保存过程中具有更好安定性的氢化物活性破片。本发明采用带有格栅内壁的管材，将氢化物及氧化剂分别封装入管材不同单胞内，在不影响破片毁伤效果的前提下，达到提高氢化物活性破片加工、贮存安定性的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型战斗部活性破片及其制备方法和应用，具体地说是一种通过带有格栅内壁管材封装，在保存过程中具有更好安定性的氢化物活性破片。
背景技术
破片是杀伤战斗部的基本毁伤单元。杀伤战斗部通常在靠近目标一定距离处，由近炸引信引爆炸药，产生大量破片，依靠破片动能穿透杀伤目标。由于惰性材料制成的破片在打击目标时仅依靠动能作用进行毁伤，经常出现击中但无法摧毁目标的现象，无法满足现代战争高效毁伤的需求，因此希望通过应用活性破片增加毁伤效率。理想的活性破片在以一定速度碰撞目标时，不仅具有动能侵彻能力，还可以通过燃爆释放大量化学能。通过动能和化学能的共同作用，增大侵彻扩孔效果，破坏目标内部的电子元件，引燃目标携带燃料，大大提高了对目标的毁伤能力。
稀土氢化物中的氢化铈具有较高活性，其暴露在空气中即可迅速氧化发热直至自燃，燃烧过程释放巨大的能量；与高氯酸铵(AP)等高能氧化剂配比之后，释放的能量甚至可以达到4kJ/g以上。稀土氢化物在与水接触时同样会发生剧烈化学反应，释放大量热，用其制作活性破片，应用在针对水上目标的战斗部中，拥有巨大潜力。然而稀土氢化物质脆，稀土在氢气气氛中灼烧形成氢化物后易形成细小颗粒，因此在采用稀土氢化物制备活性破片过程中需要封装入结构壳体中以确保破片的侵彻性能。上述的方法中制备氢化物活性破片是将氢化物与氧化物混合密封入管状壳体中制备成破片，由于氢化物在保存过程中会缓慢释氢，与高氯酸铵直接接触会导致安全隐患。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种新型战斗部活性破片及其制备方法和应用，此种破片在不影响氢化物/高氯酸铵体系引燃性好的前提下，保证破片侵彻能力的同时，提高氢化物破片的安定性，通过挤出烧结的方法制备带有内壁格栅的管状材料，将氢化物与高氯酸铵封装入不同的腔壁中，提高保存过程中的安定性。当破片与目标高速碰撞时，外层壳体破裂，氢化物与高氯酸铵可以充分混合接触，保证破片毁伤能力。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种新型战斗部活性破片，该活性破片包括外壳、稀土氢化物、强氧化剂以及端部封帽；端部封帽的材料为钢材质；
所述外壳的内腔内带有格栅，通过格栅将外壳的内腔分为两个以上的空腔；
外壳优选为空心圆柱，外壳内带有十字交叉的格栅，即该十字交叉的格栅在轴向将空心圆柱的内腔均分为四个空腔；
外壳优选为空心长方体，外壳内带有十字交叉的格栅，即该十字交叉的格栅在长方体的高度方向将空心长方体的内腔均分为四个空腔；
稀土氢化物优选氢化铈或氢化镨，粒径为1-10μm；
强氧化剂优选高氯酸铵；
稀土氢化物和强氧化剂填充在外壳的内腔中，优选稀土氢化物和强氧化剂交替填充在外壳的不同空腔中；
外壳中填充稀土氢化物和强氧化剂后，通过端部封帽将外壳的顶端和底端进行密封；
外壳的材料为Al或Ta等易氧化金属，外壳的壁厚为0.2-1mm，格栅的壁厚为0.2-1mm。
一种新型战斗部活性破片的制备方法，该方法的步骤包括：
(1)将稀土氢化物和强氧化剂填充在外壳的不同空腔中，填充时优选稀土氢化物和强氧化剂交替填充在外壳的不同空腔中；
(2)将端部封帽固定安装在步骤(1)得到的填充有稀土氢化物和强氧化剂的外壳的顶端和底端，得到战斗部活性破片。
一种新型战斗部活性破片的应用，将制备得到的若干个(一般上千个)新型战斗部活性破片安装在战斗部中炸药药柱周围，当战斗部接近目标时，炸药药柱被激发爆炸，驱动安装的若干个新型战斗部活性破片撞击侵彻目标，在侵彻过程中新型战斗部活性破片的外壳变形破碎，新型战斗部活性破片内部填充的氢化物及高氯酸铵充分混合并被引发，杀伤目标。
有益效果
(1)本发明采用带有格栅内壁的管材，将氢化物及氧化剂分别封装入管材不同单胞内，在不影响破片毁伤效果的前提下，达到提高氢化物活性破片加工、贮存安定性的目的。
(2)本发明中由于稀土氢化物和强氧化剂分别装填在壳体内不同腔体中，壳体被破坏前避免了直接接触，在保存过程中安定性得到了提高。在撞击侵彻过程中，壳体及内壁容易发生弯曲变形破碎，稀土氢化物和强氧化剂可以充分接触进行反应，对目标进行毁伤。
附图说明
图1为带有内壁格栅的管材封装稀土氢化物活性破片示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
一种新型战斗部活性破片，该活性破片包括外壳、稀土氢化物、强氧化剂以及端部封帽；
外壳为空心长方体，外壳内带有十字交叉的格栅，即该十字交叉的格栅在长方体的高度方向将空心长方体的内腔均分为四个空腔；
稀土氢化物优选氢化铈，粒径为10μm；
强氧化剂为高氯酸铵；
稀土氢化物和强氧化剂交替填充在外壳的不同空腔中；如图1所示；
外壳的材料为Ta，外壳的壁厚为0.3mm，格栅的壁厚为0.3mm。
一种新型战斗部活性破片的制备方法为：将Ta2O5粉末与粘接剂混合并加入水制备成Ta2O5浆料。将浆料通过模具挤出并干燥，得到边长为8mm，壁厚为0.3mm，长10mm，内部带有“十”字型格栅结构的Ta2O5胚料。将胚料在1600℃，氢气气氛中进行烧结，得到内部带有“十”字型格栅结构的钽壳体。将金属铈在氢气气氛中烧结，得到氢化铈，并研磨成10μm颗粒。对研磨后的氢化铈颗粒采用质量分数为4％硬脂酸在80℃进行充分包覆，并装入带有“十”字型格栅结构的钽壳体处于对角线上的两个单胞中，随后将高氯酸铵装入另外两个单胞中。将钽壳体两端(顶端和底端)分别压入钢制端帽中，并用胶粘进行密封，制得活性破片。
所述的粘接剂为聚甲基丙烯酸甲酯，Ta2O5粉末、粘结剂和水的质量比例关系95:0.5:4.5；
一种新型战斗部活性破片的应用，将制备得到的1200个新型战斗部活性破片安装在战斗部中炸药药柱周围，当战斗部接近目标时，炸药药柱被激发爆炸，驱动安装的1200个新型战斗部活性破片撞击侵彻目标，在侵彻过程中新型战斗部活性破片的外壳变形破碎，新型战斗部活性破片内部填充的氢化物及高氯酸铵充分混合并被引发，杀伤目标。
由于氢化铈与高氯酸铵分别装填在壳体内不同腔体中，壳体被破坏前避免了直接接触，在保存过程中安定性得到了提高。在撞击侵彻过程中，0.3mm厚的Ta壳体及内壁容易发生弯曲变形破碎，氢化铈及高氯酸铵粉末可以充分接触进行反应，对目标进行毁伤。
Claims (10)
1.一种新型战斗部活性破片，其特征在于：该活性破片包括外壳、稀土氢化物、强氧化剂以及端部封帽；
所述外壳的内腔内带有格栅，通过格栅将外壳的内腔分为两个以上的空腔；
稀土氢化物和强氧化剂填充在外壳的不同空腔中；
外壳中填充稀土氢化物和强氧化剂后，通过端部封帽将外壳的顶端和底端进行密封。
2.根据权利要求1所述的一种新型战斗部活性破片，其特征在于：破片外壳为空心圆管，外壳内带有十字交叉的格栅，即该十字交叉的格栅在轴向将空心圆柱的内腔均分为四个空腔。
3.根据权利要求1所述的一种新型战斗部活性破片，其特征在于：破片外壳为空心长方体，外壳内带有十字交叉的格栅，即该十字交叉的格栅在长方体的高度方向将空心长方体的内腔均分为四个空腔。
4.根据权利要求1所述的一种新型战斗部活性破片，其特征在于：稀土氢化物为氢化铈或氢化镨，粒径为1-10μm。
5.根据权利要求1所述的一种新型战斗部活性破片，其特征在于：强氧化剂为高氯酸铵。
6.根据权利要求1所述的一种新型战斗部活性破片，其特征在于：稀土氢化物和强氧化剂交替填充在外壳的不同空腔中。
7.根据权利要求1所述的一种新型战斗部活性破片，其特征在于：外壳的材料为Al或Ta，外壳的壁厚为0.2-1mm。
8.根据权利要求1所述的一种新型战斗部活性破片，其特征在于：格栅的壁厚为0.2-1mm。
9.一种新型战斗部活性破片的制备方法，其特征在于该方法的步骤包括：
(1)将稀土氢化物和强氧化剂填充在外壳的不同空腔中，填充时优选稀土氢化物和强氧化剂交替填充在外壳的不同空腔中；
(2)将端部封帽固定安装在步骤(1)得到的填充有稀土氢化物和强氧化剂的外壳的顶端和底端。
10.一种新型战斗部活性破片的应用，其特征在于：将制备得到的若干个新型战斗部活性破片安装在战斗部中炸药药柱周围，当战斗部接近目标时，炸药药柱被激发爆炸，驱动安装的若干个新型战斗部活性破片撞击侵彻目标，在侵彻过程中新型战斗部活性破片的外壳变形破碎，新型战斗部活性破片内部填充的氢化物及高氯酸铵充分混合并被引发，杀伤目标。
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
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Effective date of registration: 20231101 Address after: 215211 558 FENHU Road, Wujiang District, Suzhou, Jiangsu Patentee after: Weidy precision technology (Suzhou) Co.,Ltd. Address before: 655204 Tianshengqiao Industrial Park, Dongchuan District, Kunming City, Yunnan Province Patentee before: KUNMING BOSHENG METALLIC MATERIAL PROCESSING Co.,Ltd. |
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