Đặc điểm bề mặt gãy của vật liệu năng lượng bằng kính hiển vi lực nguyên tử

Mary Lanzerotti1, L. V. Meisel2, Mark A. Johnson2, A. Wolfe1, David J. Thomson1
1U. S. Army ARDEC, Picatinny Arsenal, NJ, 07806 5000, USA
2Benet Laboratories, Watervliet Arsenal, Watervliet, NY, 12189, USA

Tóm tắt

TÓM TẮTCác hồ sơ chiều cao cách nhau 0.008 μm trên bề mặt gãy của TNT được đúc trong ống polycarbonate đã được thu nhận bằng kính hiển vi lực nguyên tử (AFM). Các phổ công suất không gian (từ 0.016 μm đến 4.0 μm) đã được tính toán bằng cách sử dụng cả cửa sổ hình cầu dài trục và cửa sổ Kaiser trong miền không gian ngang trước khi sử dụng thuật toán biến đổi Fourier nhanh. Kết quả dựa trên các hồ sơ hình thể trên bề mặt bao gồm những điều sau. Mật độ phổ công suất của các hồ sơ bề mặt gãy riêng lẻ được phát hiện giảm khi tần số không gian tăng lên trong vùng kích thước được kiểm tra, khoảng 1.0 μm−1 đến khoảng 10.0 μm−1. Biên độ phổ được phát hiện có độ phụ thuộc tần số tỷ lệ với f s. Các giá trị s xác định trong vùng kích thước 1–10 μm−1 rải rác trong khoảng -1 < s < -4. Những giá trị của s ngoài khoảng -3 < s < -2 chỉ ra sự gãy không mang tính fractal. Có cấu trúc đáng kể trong các phổ ngay cả đối với những cực có độ dốc trong khoảng độ phụ thuộc fractal. Cả hai quan sát này đều nhất quán với sự xuất hiện của nhiều đỉnh trong các phổ cho thấy một lượng đáng kể của sự gãy xảy ra tại biên hạt dưới hình thức các cụm lớn của TNT. Quá trình gãy này là quyết định.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1029/GL016i007p00673

Gallagher, 1993, Structure and Properties of Energetic Materials, 296, 215

13. Choi C. , private communication, 1993.

Lanzerotti, 1993, Proc. Tenth Symposium (International) on Detonation, 190

Thomson, 1990, Philos. Trans. R. Soc. London, A332, 539

10.1109/PROC.1982.12433

Hamming, 1977, Digital Filters

10.1063/1.92737

Lanzerotti, 1989, Proc. Ninth Symposium (International) on Detonation, 355

Lanzerotti, 1995, Atomic Force. Microscopy/Scanning Tunneling Microscopy, 127

10.1016/0031-9201(76)90050-9

Krauss, 1994, Signal Processing Toolbox User's Guide, 01760

10.1029/JB090iB14p12575

Kaiser, 1974, 1974 IEEE Symposium on Circuits and Systems, 20