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机械表界面科学课题组在TOP一区期刊《Friction》发表封面论文
作者:何洪途  发布时间:2023-09-04    阅读次数:1143


近日,机械表界面科学课题组在工程摩擦学领域取得新进展,相关成果以“Crystallographic orientation dependence on nanoscale friction behavior of energetic β-HMX crystal”为题发表在工程技术类一区TOP期刊《Friction》上,并作为当期的封面论文予以发表(图1)。《Friction》为SCI工程领域一区TOP期刊,入选中国科技期刊卓越行动计划领军期刊。中国工程物理研究院化工材料研究所银颖副研究员作为论文的第一作者和通讯作者,何洪途副教授和余家欣教授为共同通讯作者,西南科技大学为该成果的共同完成单位

                                               

1 期刊封面图片,含能晶体在不同摩擦方向的点火可能性不同

 

摩擦引起的局域热点是炸药发生意外点火的重要机制,其中含能晶体的表界面又是摩擦点火的“事发现场”,由于含能晶体表界面摩擦贯穿于炸药制造、加工、运输、使用等全寿命过程,因此成为炸药安全评价与控制的关键共性基础问题。然而,传统对炸药或含能材料摩擦过程的理论、实验、计算研究多为含能晶体和粘结剂混合物的总体研究,而未能针对摩擦安全性的薄弱环节,即含能晶体自身开展深入研究,不仅阻碍了对摩擦热点产生机理的深入认识,也限制了对炸药摩擦安全性的科学指导。

2 β-HMX单晶的微观摩擦系数及其各向异性的变化规律与机理

 

从微观上看,含能材料与刚性粗糙表面之间的摩擦作用本质上是含能晶体表面与若干个刚性微凸体之间的接触摩擦,因此,含能晶体与单一刚性微凸体的接触对磨是研究上述问题的关键单元。为此,通过微观摩擦学的研究手段,国内外首次系统地研究了β-HMX单晶(典型含能晶体)不同晶面的摩擦行为及其方向相关性,揭示了关键摩擦特征参量在晶面、滑动方向、载荷上的分布特征规律,实现了面向含能晶体-刚性微凸体接触动摩擦的定量分析,并结合晶体弹--脆性转变、滑移系理论等阐明上述微观摩擦行为的内在起源。

含能晶体本征的摩擦行为存在晶面依赖性和各向异性,考虑到实际工况中接触晶面和对摩副滑动方向是随机的,因此摩擦系数也应服从随机概率分布,即含能晶体本征的摩擦随机性,这为重新理解炸药摩擦点火的随机性,以及摩擦感度的概率性提供了全新的视角和依据。该工作得到了中国工程物理研究院院长基金和国家自然科学基金的资助。

 



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