[发明专利]含能材料颗粒/基体界面性能的定量标定方法

权利要求书

1.含能材料颗粒/基体界面性能的定量标定方法，其特征在于：定量标定界面粘附功、颗粒完全脱粘位移、界面强度三种性能参数，具体步骤如下：

步骤1：基于联合点滴法-毛细管上升法接触角测量法进行颗粒/基体界面粘附功标定；

步骤1.1：制作基体胶片：根据含能材料粘合剂胶体配方浇注粘合剂胶片，用于步骤1.3的测量；

步骤1.2：选择测试液：为防止计算结果出现负值，以确保实验结果的有效性，在测试液的选择上要求：测试液不能溶解待测固体，所述的固体是指基体胶片和粉体颗粒；测试液应具有较高的极性分量，以确保测试液与待测固体的接触角度大于10°；所选择的用于粘合剂基体胶片材料的接触角测量和粉体颗粒材料的接触角测量的测试液应当一个为极性大，另一个为极性小；

步骤1.3：粘合剂基体胶片材料的接触角测量：将测试液直接滴在样品表面，每滴体积5±0.5微升，40±5s时照相，测量读取两种测试液在胶体表面的接触角；将以上测量过程反复进行多次，取多次测定的平均值作为最终的结果；要求环境为温度摄氏25±5℃，相对湿度为65±5％；

步骤1.4：粉体颗粒材料的接触角测量；

步骤1.5：测试结果及数据处理；

步骤2：基于原位动态扫描电镜观测拉丝断开长度，标定界面完全脱粘位移；

步骤3：基于式(1)标定颗粒/基体的界面强度σ_b：

其中，f为颗粒体积分数，r为颗粒半径，ν_m为基体泊松比；至此，即得到了含能材料定量标定的界面强度σ_b值。

2.根据权利要求1所述的含能材料颗粒/基体界面性能的定量标定方法，其特征在于：步骤1.4中所述的“粉体颗粒材料的接触角测量”的具体步骤如下：

步骤1.4.1：使用测试液测量粉体颗粒材料的毛细管因子c；测量其接触角等于0°时的c值；测量完毕后，选择吸收曲线的斜率，即可以取得毛细管因子c值；测试液应选择已知参数的对粉体颗粒完全润湿的液体，其参数包括：密度、表面张力、粘度；

步骤1.4.2：重新选择要测的液体参数，测量粉体颗粒材料的接触角：

将粉体颗粒压成多孔柱体，颗粒间隙视为平均等效半径为r的一束毛细管柱，将测试液通过毛细作用渗入粉体柱，在t时间内渗入的高度h可用式(2)描述；

h²＝cγtr(cosθ/2η) (2)

式中γ、η分别为液体的表面张力和粘度，r为粉体毛细管柱的平均等效半径，c为步骤1.4.1所测的毛细管因子；通过相同粉体柱的t-h关系，计算其斜率即为测试液在粉体上的接触角θ。

3.根据权利要求2所述的含能材料颗粒/基体界面性能的定量标定方法，其特征在于：步骤1.5中所述的“测试结果及数据处理”的具体步骤如下：

步骤1.5.1：利用步骤1.3所测得的两种测试液对胶片的接触角，基于式(3)计算得到胶片的表面能参数：极性分量和色散分量；

(γ_l^d+γ_l^p)(1+cosθ)＝2(γ_s^dγ_l^d)^1/2+2(γ_s^pγ_l^p)^1/2 (3)

步骤1.5.2：利用1.4所测得的两种测试液对粉体颗粒的接触角，基于式(4)计算得到粉体颗粒的的表面能参数极性分量和色散分量；

步骤1.5.3：利用步骤1.5.1和1.5.2取得颗粒和基体胶片的极性分量和色散分量后，由式(4)，即可计算得到颗粒/胶片间界面的粘附功：