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Fe/Al反应材料在高速撞击目标时,发生剧烈的化学反应,释放出大量的热。利用Fe/Al反应材料制备药型罩,具有可控的密度和高反应释能,有望实现较高穿深和大的破孔,但目前对于Fe/Al反应材料药型罩在破甲过程中的释能机理尚不明确。本论文旨在制备出一种具有高反应释能的反应材料药型罩,并研究其破甲释能机理,以支撑对大破孔药型罩的研制。主要研究内容如下:采用粉末冶金法制备质量比分别为Fe:Al=3:7、4:6和5:5的反应材料,研究烧结温度对材料微结构的影响规律,结果表明:510℃低温烧结时,材料仅发生扩散和微量固相反应;提高烧结温度,反应材料开始部分发生金属化合反应,生成金属间化合物;当烧结温度升高至590℃时,反应材料发生充分的金属化合反应;随着Fe含量增大,临界反应温度(Fe+Al→FexA1y)略有提高。对Fe/Al反应材料进行热分析,结合理论计算,预测冲击条件下的反应释能特性,并研究反应材料在不同加载条件下的反应行为。结果表明:Fe/Al反应材料中,氧化反应放热量(30.92KJ/g)远远大于铁铝化合反应放热(Fe2A15:760J/g);无氧条件下压坯反应热由大到小的成分配比为依次为:4:6、5:5、3:7;4/6压坯具有最大反应热,达到-589.8J/g;霍普金森杆试验(·e=10000s-1)及高速侵彻(800m/s)加载试验中,3/7-510℃反应材料均不发生反应,具有良好的钝感特性。对Fe/Al反应材料进行力学性能研究,结果表明:经510℃烧结后,3/7反应试样的静态压缩强度比生坯提高仅2.4%,达到176.6MPa,但塑性大大增加;随Fe含量由30%增加到50%,烧结试样的静态压缩强度增大了6.2%,而抗拉强度先增大后减小,4/6-510℃具有最大抗拉强度,达到104.8MPa;由于孔隙与Fe含量增加对压缩强度的综合作用,不同成分配比试样的动态压缩强度相差不大,处于256~261MPa之间;烧结温度升高至590℃,反应材料生成金属间化合物,使材料的静态压缩强度增大到295.2MPa,动态压缩强度增大到345MPa,而塑性降低。制备不同成分配比、组织结构的Fe/Al反应材料药型罩,在不同冲击条件下进行静破甲试验,通过对作用靶标、回收产物分析及释能计算,探究破甲释能机理。结果表明:反应材料药型罩射流撞击靶标产生大破孔,并发生氧化及化合反应,释放大量能量;影响药型罩反应释能的主要因素为参与氧化的Al含量,其含量越大,释能越大;4/6配比药型罩(Φ32mm口径球缺罩)的总释能最大,达到21.14KJ,与纯铝药型罩总释能(21.52KJ)接近,但罩体材料密度提高了23%,这为同时实现较高穿深和大破孔提供了关键条件;反应材料中含有一定量的金属间化合物,有助于提高药型罩破甲过程中Al相参与氧化的程度,从而使反应释能增加;破甲射流与靶标撞击越剧烈,反应材料释能反应越充分,释能越大;在穿透首层靶标后,高速射流与中间隔板碰撞可引发二次反应,使释能增加2.2倍。