钨锆合金反应结构材料的研究进展EI

钨锆(W-Zr)合金兼具高密度、高强度、高反应潜能等优点,既可以发挥W基合金优异的侵彻性能,又可以利用Zr的氧化放热提供后效毁伤,在破片式杀爆战斗部、穿甲弹及小口径弹体中展现出巨大的应用潜力,从而备受国内外关注。本文综述了W-Zr合金反应结构材料的制备方法、力学性能以及反应特性,重点讨论了W-Zr合金在侵彻能力及反应释能方面的表现。在此基础上,提出W-Zr合金的未来发展应聚焦于W的燃烧特性调控以及塑性改善。另外,关于W-Zr合金组织结构、力学性能与动态破碎以及反应释能之间的协同机制仍缺乏系统性研究,后续需要通过实验研究与模拟计算相结合的方式进一步完善。     

钨锆合金反应结构材料的研究进展EI北大核心

钨锆(W-Zr)合金兼具高密度、高强度、高反应潜能等优点,既可以发挥W基合金优异的侵彻性能,又可以利用Zr的氧化放热提供后效毁伤,在破片式杀爆战斗部、穿甲弹及小口径弹体中展现出巨大的应用潜力,从而备受国内外关注。本文综述了W-Zr合金反应结构材料的制备方法、力学性能以及反应特性,重点讨论了W-Zr合金在侵彻能力及反应释能方面的表现。在此基础上,提出W-Zr合金的未来发展应聚焦于W的燃烧特性调控以及塑性改善。另外,关于W-Zr合金组织结构、力学性能与动态破碎以及反应释能之间的协同机制仍缺乏系统性研究,后续需要通过实验研究与模拟计算相结合的方式进一步完善。     

简谐波地震动反应谱研究

简谐荷载作用下单自由度体系的动力反应是典型的结构动力学问题,也是地震工程中研究结构地震反应的基础。对简谐地震动反应谱特性的研究有利于认识地震动、尤其是近场地震动的特性以及它对结构地震反应的影响。基于结构动力学的基本理论,推导了简谐地震动作用下,单自由度体系的理论解、瞬态解和稳态解。分析了简谐地震动全解反应谱、稳态解反应谱和瞬态解反应谱的特性并讨论了它们之间的关系。研究结果表明:在简谐地面加速度作用下,高频地震动也可以引起长周期结构产生很大的位移反应,且最大位移反应出现在结构的瞬态自由振动阶段。这不仅揭示了近场地震动对结构反应的重要影响,也从另一个侧面揭示了近场地震动的潜在破坏作用,而且提出了在近场情况下结构抗震不可忽略结构的瞬态自由振动影响的观点。     

PP/PS就地相容化研究

考察了无水AlCl3用量对PP、PS大分子间Friedel-Crafts烷基化反应及PP/PS合金性能的影响。通过扭矩分析、接枝比和力学性能测定、界面形态的观察,结果表明,加入适量的无水AlCl3可以引发PP、PS间的Friedel-Crafts烷基化反应,生成的PP-g-PS接枝物能起到就地增容PP/PS的作用,使合金的力学性能得到显著提高;加大AlCl3用量后,由于其引起的PS、PP分子链的断链反应起主导作用,合金的性能降低。     

偏转式抗侵彻防护技术研究现状

随着弹体侵彻能力不断提升，传统“阻挡”的防护设计思想指导下的防护结构为达到防御目标，其质量与尺寸必将不断提高。基于弹体非理想侵彻及侵彻非均匀防护结构中的弹体偏转现象而提出的“偏转”防护思想，使得更加轻质高效的防护结构成为可能。本文以弹体侵彻过程中的各种偏转现象为主要研究对象，综述了偏转式抗侵彻防护技术的研究现状，主要内容包括弹体非理想侵彻过程和弹体侵彻非均匀防护结构过程中的偏转现象，非理想侵彻的过程分析以及影响弹体非理想侵彻过程中偏转程度的主要因素，非均质防护结构偏转弹体的机制，介绍了目前实际应用中较为典型的三种偏转式防护结构形式，并分析了其抗侵彻性能和存在的不足，最后针对目前偏转式抗侵彻防护技术研究现状提出了建议，为高效能偏转式防护结构研究提供参考依据与思路。     

合金元素对W-Ni-Fe合金性能的影响

介绍了W-Ni-Fe合金中Cr、Co、Mn和RE(La,Y,La-Y)元素对其性能的影响,并扼要分析了合金元素对其性能的影响机制。其中,Cr与W、Ni、Fe、O等元素在合金中形成富Cr固溶体,进而会形成偏聚,降低W合金的结合强度及力学性能;Co元素可增强基体相对W颗粒的润湿性及界面间的结合强度,合金的塑性变形、强度及延伸率都有所提高;Mn元素在相界面上生成的中间相可阻止W原子在粘结相扩散,抑制W晶粒的长大,提高合金的力学性能。添加La-Y与单独添加La或Y的作用相同,当添加等量的稀土元素时,添加物对合金性能影响程度的顺序是YLa-YLa。     

F-C烷基化反应原位增容工艺对PS/LLDPE合金结构与性能的影响

在熔融状态下,利用无水AlCl3引发大分子之间的Friedel-Crafts烷基化反应来增容聚苯乙烯(PS)/线性低密度聚乙烯(LLDPE)(80/20)合金。研究了"一步法"和"两步法"增容工艺对PS/LLDPE合金结构和性能的影响。结果表明,以"一步法"增容PS/LLDPE(50/50)合金40份为母料,与60份聚苯乙烯混合("两步法")制备PS/LLDPE(80/20)合金,可有效地降低聚苯乙烯降解对合金性能的影响,提高合金的热稳定性和力学性能;从扫描电镜(SEM)照片可以看出,"两步法"制备的合金的分散相更加均匀细小,韧性断裂特征明显。     

破片模拟弹侵彻钢板的有限元分析

根据破片模拟弹侵彻钢板的实验研究，采用MSC．Dytran对破片模拟弹侵彻钢板的侵彻过程、侵彻特性、钢板的破坏模式以及弹体的侵彻速度、靶板的侵彻阻力进行了有限元分析，并将分析结果与实验结果进行了比较．分析结果表明，破片模拟弹冲击钢装甲的侵彻过程可大致分为初始接触、弹体侵入、剪切冲塞和穿甲破坏4个阶段．有限元分析的破片模拟弹侵彻特性及靶板破坏模式与实验观测结果有较好的一致性，在靶板破口的正面，与弹体平面凸缘两端接触的部分，变形以剪切为主，而与切削面接触的部分，以挤压变形为主；靶板破口背面为剪切冲塞破坏；有限元模拟的弹体剩余速度与实验结果吻合较好，弹体侵彻过程中弹靶作用界面的速度和侵彻速度近似呈线性变化．有限元分析结果还表明，采用适当的模型，有限元法能较好地模拟破片模拟弹侵彻钢板的侵彻过程、侵彻特性以及钢板的破坏模式．     

Ti合金插层厚度对反应连接TiB_2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料的影响

将Ti合金插层引入(Ti+B_4C)反应原料和Ti合金底板之间,研究Ti合金插层厚度变化对超重力反应连接TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料界面显微组织与力学性能的影响。热力学计算表明:合成反应的绝热温度远超Ti合金的熔点,可以保证不同厚度的Ti合金插层全部熔化。XRD、FESEM及EDS分析结果表明:在陶瓷和Ti合金底板之间形成梯度界面区,且随着Ti合金插层厚度的增加,梯度界面区的厚度也不断增大。自陶瓷基体至Ti合金底板,TiB_2和TiC_(1-x)的体积分数不断减少,而TiB的体积分数先增加而后减少,最终形成以TiB_2、TiC_(1-x)及TiB陶瓷相尺寸和分布为特征的梯度复合结构。而梯度连接区的硬度分布趋势更加平缓,其剪切强度不断提升。     

新型阻燃β钛合金的断裂行为

测试了Ti-25V-15Cr-0.3Si钛合金的力学性能，并运用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM)主能量散射谱仪（EDS)其不同状态下的金相组织、热压及拉伸断口进行了形貌观察与成分定量分析。结果表明：该阻燃合金具有一定的耐热性，且在不同试验条件下呈现不同的断裂特征；合金状态可以显著影响断裂行为；断口上存在的Fe、Ni、W、S、O等杂质元素相是导致合金过早断裂的内在原因，设法提高冶金质量是改善合金加工性能及力学性能的关键。     

W、Mo添加对Fe-21Cr合金连接板高温性能的影响

Fe-Cr合金是固体氧化物燃料电池(SOF-Cs)连接板材料的最佳候选之一,但仍存在氧化速率较快以及热膨胀系数(TEC)较大等问题。采用热胀系数小的W和Mo元素,研究了W或Mo对Fe-21Cr合金热膨胀系数、面电阻及抗氧化特性的影响。研究结果表明,适量W或Mo的添加可以降低Fe-21Cr合金的热膨胀系数,并提高其750℃高温抗氧化性能。     

Vitrimer材料的研究现状与展望

Vitrimer材料在高温下可进行再加工，通过可逆的交换反应进行材料内部网络拓扑结构的重排，释放材料内部应力，并且具有优于热塑性材料的力学性能、耐热性能、耐腐蚀性能等特点。主要介绍了Vitrimer材料的研究背景和特性；讨论和对比了以结合键类型为基础的分类反应机理；阐述了近几年Vitrimer材料的研究进展；以及对Vitrimer材料的应用前景作出展望，以期能够为Vitrimer材料的研究提供新的研究思路和研究方向。     

复合双药型罩结构冲击ERA及其后效作用研究

为了研究复合双药型罩结构在冲击爆炸反应装甲(ERA)后剩余射流的性能,以及对主装甲的后效毁伤作用,运用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,分别研究射流以垂直和倾斜两种状态冲击引爆ERA。其中,侵彻斜置ERA对射流性能影响较大,而垂直侵彻时射流未断裂,且长度几乎没有变化。在相同炸高处,与普通偏心亚半球单罩结构对主装甲的毁伤情况进行对比,结果表明:当在主装甲前未添加ERA时,复合双药型罩结构对主装甲的侵彻性能优于偏心亚半球单罩结构;而在主装甲前添加ERA后,复合双药型罩结构穿过ERA后依然可以有效地对主装甲进行侵彻,但偏心亚半球单罩结构在侵彻ERA后射流形态变化巨大,离散为射流粒子,几乎丧失了继续侵彻的能力,即复合双药型罩结构不仅可以更加有效地摧毁ERA,且对主装甲的后效毁伤效能明显提升,与单罩结构相比,扩孔孔径增加27.5%,侵彻深度提升了112.2%。     

装配式组合防爆墙抗高速破片侵彻性能研究

为研究一种新型的装配式双层钢板组合防爆墙结构的破坏分级指标,依据CONWEP程序计算所得的不同恐怖爆炸威胁等级下破片的特征参数,采用LS-DYNA软件,对组合防爆墙及等厚混凝土结构抗单破片及多破片高速法向撞击时的侵彻性能进行对比研究,分析了破片在防爆墙中的侵彻过程,得到了4种类型破片法向撞击下两种防爆墙的破坏特征以及破片侵彻深度、速度、加速度等特性参数的变化规律.分析表明,组合防爆墙抗破片侵彻性能明显优于混凝土结构,在研究结构破坏分级指标时须考虑多破片的破坏效应.     

一种Ni-Cr-W高温合金的成分设计

综合d-电子理论及平均电子空位法2种合金设计理论的特点,开发了一种在11OO℃条件下使用的固溶强化高温合金Ni-2OCr-18W-1.3Mo.对合金铸态组织和锻造开坯热处理后在室温、871℃、1093℃时的力学性能及断口组织进行了分析.结果表明.合金的铸态组织呈典型的树枝状结构,组织由γ固溶体基体、分布在枝晶间的骨络状的碳化物以及在碳化物周围析出的白亮W、Cr块状固溶体组成.d-电子理论及平均电子空位数法的综合应用可以更加有效地进行合金成分设计,设计得到的合金基本满足使用要求.     

预应力陶瓷组合结构的抗侵彻性能研究

为了满足陶瓷防护结构的轻量化、高韧性的要求，需要采用新型复合结构来提高其在抗侵彻过程中的能量耗散效率。设计了一种预应力型陶瓷组合结构，即应用弹簧施加预应力，将陶瓷、金属边框组合成防护基元，组合防护基元形成预应力陶瓷组合结构。由于进行相关试验比较困难，该文章使用ABAQUS软件进行建模和数值模拟分析。基于量纲分析方法设计了5种速度、5种预应力下组合结构的侵彻数值计算方案，研究预应力对于该组合结构抗侵彻性能的影响规律。结果表明：随着预应力的增加，子弹的残余速度逐渐减小，新型防护结构的抗侵彻性能逐渐提升；并分析了惯性效应、强度效应、变形特性以及预应力相关的无量纲参量的影响规律，提出了该结构在高速冲击下残余速度的表达式。该研究中预应力的引入对新型陶瓷防护结构抗侵彻性能的设计具有较好的参考意义。     

稀土铅基板栅材料的性能研究

研究了低钙高锡铅舍全添加稀土对合金力学性能和电化学性能的综合影响。测试并分析了该合金的强度、塑性、硬度、恒流腐蚀及析气等特性。研究结果表明，新型铅合金具有良好的力学性能和耐腐蚀性能，稀土的加入不但提高了合金的强度还能增加合金的塑性，同时提高了合金的耐腐蚀性能。     

高熵非晶合金设计、制备及性能的研究进展

高熵非晶合金是一种新兴的合金材料,兼具高熵合金成分特征与非晶合金结构特征,因具有优异的机械物理性能与巨大的应用潜力而受到了广泛的关注.目前高熵非晶合金的研究处于起步阶段,本文介绍了高熵非晶合金成分设计的基本依据,着重分析了高熵非晶合金的关键物理参量(混合熵△Smix、混合焓△Hmix、原子错配度δ)等对高熵非晶材料组织结构的影响.当前已开发的高熵非晶合金材料体系有限,制备方法继承了非晶合金与高熵合金的制备特征,其制备手段大致可以分为:液相法、气相法以及固相法.由于其优异的热力学性能,高熵非晶合金有望通过热喷涂手段突破尺寸限制,实现大规模应用.高熵非晶合金性能的研究主要集中在力学性能、耐腐蚀性能、磁性能、非晶形成能力与热稳定性等方面.其中高熵效应对非晶形成能力的影响、高熵非晶合金的结构与热力学特性及高熵非晶合金的异常热稳定性等科学问题亟待解决.本文还展望了基于材料基因工程理念的高熵非晶合金材料体系研究及该类材料的应用前景.     

容错事故燃料包壳用FeCrAl合金的研究进展EI北大核心CSCD

福岛事故后,人们迫切需要开发相应的燃料包壳材料以忍受严重事故发生时的极端工况,从而提高核电站的事故承受能力。尽管FeCrAl合金的宏观中子吸收截面要远远高于锆合金,但其在严重事故下良好的耐腐蚀性、优越的高温力学性能及抗辐照损伤能力,使其被列为事故容错燃料包壳的候选材料之一。然而,现有FeCrAl合金难以满足核电站用材料的要求,因此需对其进行优化,以获得更佳的性能。本文系统总结了近年来关于优化后FeCrAl合金的腐蚀行为、力学性能、辐照后的微观结构及力学性能变化、焊接性及加工性等方面的研究进展,分析了FeCrAl合金的高温腐蚀机理以及引起FeCrAl合金微观结构及力学性能变化的主要原因,提出了FeCrAl合金在高温腐蚀、焊接性以及加工性等过程中存在的主要问题以及未来的研究方向。     

曲率半径对双层药型罩EFP战斗部成形及侵彻的影响?

利用ANSYS/LS-DYNA仿真软件研究了药型罩曲率半径对双层药型罩EFP战斗部成形及侵彻特性的影响规律。数值计算结果表明,当药型罩曲率半径的相对值在0.67~0.93时,弧锥结合型双层药型罩EFP战斗部可成形具有良好外形的侵彻体;此时,成形侵彻体的最大侵彻深度约为1倍装药口径。试验结果表明,双层药型罩EFP战斗部成形侵彻体能够有效击穿2层2 cm厚45#钢靶,成形侵彻体对钢靶侵彻的开口形状近似呈现圆形,是具有相同装药结构EFP战斗部成形侵彻体侵彻深度的2倍左右。研究结果可以为双层药型罩EFP战斗部结构优化设计提供参考。