钨粉颗粒形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响

为了研究钨粉形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响,采用了4种不同颗粒形貌的钨粉,利用机械合金化法和冷等静压旋压工艺制备钨铜合金药型罩,并对钨铜合金药型罩射孔弹进行了地面静破甲穿钢靶试验,通过试验分析钨粉形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响。结果表明:钨粉颗粒完整、形貌为多面体的钨粉,其松装密度达到9.564 g/cm~3,制备的钨铜合金药型罩的破甲深度达到338.3 mm,破甲稳定性达到99.21%;而钨粉颗粒有缺陷、形貌为类球状的钨粉,其松装密度仅为7.142 g/cm~3,制备的钨铜合金药型罩的破甲深度为288.1 mm,破甲稳定性为92.7%,分别下降了17.4%和7.6%。     

钨粉颗粒形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响

为了研究钨粉形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响,采用了4种不同颗粒形貌的钨粉,利用机械合金化法和冷等静压旋压工艺制备钨铜合金药型罩,并对钨铜合金药型罩射孔弹进行了地面静破甲穿钢靶试验,通过试验分析钨粉形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响。结果表明:钨粉颗粒完整、形貌为多面体的钨粉,其松装密度达到9.564 g/cm³,制备的钨铜合金药型罩的破甲深度达到338.3 mm,破甲稳定性达到99.21%;而钨粉颗粒有缺陷、形貌为类球状的钨粉,其松装密度仅为7.142 g/cm3,制备的钨铜合金药型罩的破甲深度达到338.3 mm,破甲稳定性达到99.21%;而钨粉颗粒有缺陷、形貌为类球状的钨粉,其松装密度仅为7.142 g/cm³,制备的钨铜合金药型罩的破甲深度为288.1 mm,破甲稳定性为92.7%,分别下降了17.4%和7.6%。     

多孔钨材料及零件的研究进展

多孔金属材料是一类具有优异性能的新型材料。本文首先简述了多孔金属材料的几种常用制备方法及应用领域。然后对多孔钨材料在微波真空器件、核聚变及空间电推进技术等领域的应用进行了介绍，指出了多孔钨材料及零件制备中存在的问题，针对这些问题对多孔钨材料及零件制备工艺进行了深入研究。利用射流分级技术对钨粉进行了分级，激光粒径测试仪的分析结果表明，分级后的钨粉颗粒度分布更加集中。采用气体纯化装置对烧结用氢气中残余的水和氧进行了净化，使氢气的露点从纯化前的-50℃降到纯化后的-90℃以下，为制备出无氧化的多孔钨材料及零件提供了很好的烧结环境。利用冷等静压技术和高温烧结技术制备出多孔钨材料，压汞仪分析表明钨粉分级使多孔钨材料的比表面积增大，闭孔率大大降低，孔度更加均匀一致。采用真空浸铜的方法制备出多孔钨铜合金材料，与传统氢气浸铜方法相比，真空浸铜的浸渍率提高了4%以上。采用真空去铜法净化了多孔钨铜零件，结果表明该方法具有处理时间短、去铜彻底、对环境无污染等优点。     

熔渗法制备的钨铜复合材料及其显微组织

采用粉末预处理、添加诱导铜粉和还原气氛下熔渗的方法制备了用于电子封装／热沉的钨铜金属基复合材料。对比了不同工艺条件下采用熔渗法制备的钨铜复合材料的显微组织，并讨论了钨粉粒径、添加诱导刺等不同工艺条件对钨铜复合材料组织的影响。实验结果表明，当钨粉粒径为5～9μm，诱导铜粉粒径-500目时，经预烧结与熔渗过程得到的钨铜复合材料具有较高的组织均匀性和相对密度及良好的物理性能。     

超细钨铜复合粉末注射成型药型罩研发及测试

W-Cu合金结合了钨的高密度与铜的高动态延伸率,是一种前景广阔的药型罩材料.为获得性能优良的金属射流,提高油气井射孔弹的穿孔指标,对高致密均质W-Cu合金药型罩进行了研发.采用热化学工艺开发了不同含铜率(质量分数为10%,15%,20%,25%)的亚微米级超细W-Cu复合粉末,选W-25Cu型复合粉末并采用注射近净成型工艺技术制备了药型罩,将脱脂件在H_2气氛中烧结,峰值温度为1 200℃.采用SEM观察发现,烧结药型罩微观结构为亚微米级的W粒子均匀地分布在Cu基体中,其实测密度高达14.75 g/cm~3.拉伸试验表明,所开发的药型罩材料具有优良的力学性能,极限抗拉强度达到822.4 MPa,屈服强度达807.5 MPa,延伸率为1.18%.破甲性能测试实验证明,该类药型罩具有极其稳定的侵彻性能.     

电子束熔炼制备块体钨的组织与显微硬度研究

钨材料具有极高的熔点,传统上采用粉末冶金方法制备,获得的钨材料具有晶粒细小、微观组织均匀等优点, 但致密性不足。为进一步提升钨材料的性能,本研究将98.3%的钨粉和1.7%的碳粉均匀混合,在1 800 ℃、26 MPa条件下热压成型,而后采用电子束熔炼技术对成型后的钨块进行熔炼,利用金相显微镜、SEM、显微硬度计等对其显微组织、致密度和显微硬度进行评价,并与传统粉末冶金法制备的块体钨的性能进行了对比。结果表明:电子束熔炼制备的钨锭冶金质量好,致密度可达99.8%；试样的显微硬度达到9.16 GPa,显著高于粉末冶金法制备的块体钨材料,突破了热压烧结工艺制备块体钨的致密度-显微硬度的关系；经1 300 ℃、6 h退火热处理后,显微硬度略有下降,但仍达到8.86 GPa,显示出电子束熔炼技术在制备块体钨硬度性能方面的优势。     

纳米晶钨粉对液相烧结93W合金组织性能影响

采用高能机械球磨方法制备了超细钨粉,经冷等静压和1465℃分解氨气氛中液相烧结制得高密度钨合金.研究了纳米晶亚微米颗粒钨粉对烧结态93W-4.9Ni-2.1Fe高密度钨合金微观组织及性能的影响.研究表明:采用超细钨粉与低温液相烧结技术,获得了高相对密度(大于99.7%)的烧结态高密度钨合金,且细钨颗粒组织均匀分布于粘结相中;与采用亚微米颗粒钨粉的烧结态钨合金相比较,不仅微观组织弥散分布,而且具有较高的力学性能;液相烧结态钨合金的力学性能主要与原始钨粉粒度及烧结温度有关.     

纯钨零件的粉末注射成形工艺研究

本文以高能球磨钨粉和高纯钨粉为原料,采用粉末注射成形技术成功制备出具有复杂形状的纯钨及添加稀土的钨零件。重点研究了注射成形工艺参数对其微观结构及其力学性能的影响规律。研究结果表明,以高能球磨后的钨粉和Y2O3为原料,采用注射成形工艺可制备出烧结密度为18．26g／cm^3,相对密度为94．61％的钨零件,较佳的工艺参数为：粉末装载量为52％,注射温度为165℃,注射压力为65MPa,烧结温度为2300℃。研究结果还表明：稀土元素氧化物的添加,可显著提高注射成形钨零件的烧结密度,明显细化烧结后样品的晶粒。这是由于稀土氧化物作为第二相粒子弥散分布于晶界处,阻碍了位错的运动和高温烧结时晶粒的长大。     

钨铜合金薄板坯烧结行为研究

以常规工业级钨粉和铜粉作为原料，制备了厚度均匀、密度较高的钨铜薄板坯，并对该薄板坯的烧结行为进行了系统地研究。结果表明，钨铜两相的润湿性对烧结致密化过程起主导作用，它在各温区所引起的致密化因素各异，使致密度变化程度不同。研究发现，钨铜在高温液相烧结过程中的动力学特征，与非晶体粘性流动烧结理论相吻合。     

钨铜聚能粒子流的侵彻特性研究

为研究钨铜聚能粒子流的侵彻特性,对钨铜多孔药型罩和紫铜板药型罩的侵彻性能进行了试验研究,测试了钨铜聚能粒子流侵彻铝板的穿深与时间关系曲线。试验结果表明:在1倍装药口径炸高下,钨铜聚能粒子流侵彻铝靶的穿深比紫铜板射流侵彻铝靶的穿深要提高31%。利用最小二乘法对穿深与时间关系曲线进行拟合,拟合结果表明穿深与时间的关系呈乘幂形式。结合侵彻试验结果,确定了钨铜聚能粒子流的最后侵彻速度为1657.8m/s。这为多孔药型罩聚能装药的设计提供一定的指导意义。     

机械合金化法制备W—Cu合金的研究

采用高能球磨的机械合金化法制备W—Cu合金,对其在实验过程中的工艺条件进行了研究。结果表明：随着球磨时间的延长,粉末的粒度逐渐细化,比表面积逐渐增大。球磨过程分为三个阶段。最佳工艺条件是：当球料比为5：1,W：Cu为8：2,球磨时间达到30h时,铜粉和钨粉基本形成固溶体。球磨过程加入少量的无水乙醇,防止在球磨过程中粉末被氧化。     

爆破振动峰值速度计算的优化研究

基于非线性数值分析思想,提出一种提高爆破振动峰值速度计算精度的方法,并借助MAT-LAB编程对其内部参数进行拟合求解。工程实践证明,此种优化方法明显优越于传统的萨道夫斯基经验公式和线性分析方法修正的萨氏公式,使爆破预测精度得到提高,进而为工程的防震减灾提供了更加可靠的依据。每个工程场地都存在一个最佳的装药量与爆心距指数比,建议修正《爆破安全规程》(GB6722-2003)所采用的萨氏公式中装药量与爆心距之间固定指数比的规定。此外,文中提出了一个适用于多排孔延时爆破振动速度预测模型的依据公式。     

氧含量对T2纯铜药型罩EFP成形影响的研究

目的 研究氧含量对T2纯铜药型罩EFP成形的影响，指导药型罩的研制设计和生产过程的质量控制。方法 从微观组织、冲击韧性和高温力学性能3个方面探讨不同氧含量(0.001%和0.09%，质量分数，下同)对T2纯铜药型罩EFP成形的影响，并进行静爆试验进行对比验证。结果 微观组织表征结果显示，2种试样的晶粒度基本一致，均存在再结晶组织，但氧含量为0.09%试样在晶界处存在大量的Cu2O。冲击韧性试验表明，在相同工况条件下，与氧含量为0.001%试样相比，氧含量为0.09%试样的冲击功大幅度降低。由高温力学性能试验可以得出，氧含量为0.09%试样的抗拉强度和断面收缩率均小于0.001%试样的，且随着温度的升高，降幅趋势增大;在静爆试验过程中，氧含量为0.001%试样的EFP均正常工作，而氧含量为0.09%试样的EFP出现异常，杵体发生断裂，靶板未被穿透。结论 氧含量对T2纯铜药型罩EFP成形至关重要。当氧含量较高时，会在晶界处形成偏聚状态的氧化亚铜，进而造成药型罩塑性和韧性大幅下降，影响EFP成形，甚至造成杵体断裂，使EFP成形失败。在选用T2纯铜材质的药型罩时应当严格规定其氧含量。     

难变形材料热静液挤压复合精密塑性成形工艺

目的 研究热静液挤压及其复合塑性变形工艺在高密度钨合金、钨铜合金、钛基复合材料及镁合金薄壁细管等难变形材料方面的制备。方法 通过对高密度钨合金难变形材料进行热静液挤压及旋转锻造等塑性成形,分析了材料在成形过程中的微观组织及性能变化规律和强化机制,制备出大长径比穿甲弹弹芯材料。在此基础上,将该复合塑性变形技术拓展至两相不互溶材料钨铜合金、钛基复合材料及大长径比镁合金毛细管等难变形材料方面的制备。结果 热静液挤压及其复合塑性变形工艺在粉末冶金难变形材料的致密化方面具有显著优势,获得材料不仅致密度高,而且有效实现了控形控性;对于镁合金薄壁细管成形而言,也可以实现组织与性能的有效调配,同时材料的精度较高。结论 热静液挤压及其复合塑性变形工艺在难变形材料的制备与成形方面具有独特的优势与广阔的应用前景。     

药型罩结构对环形爆炸成型弹丸形成的影响

针对截面呈弧锥结合状的变壁厚环形药型罩结构,应用非线性有限元软件完成了爆炸载荷下弧锥结合罩形成环形爆炸成型弹丸（EFP）过程的数值模拟。与等壁厚、环锥形、环球形三种情况进行了对比,分析了曲率半径和锥角两种因素对环形EFP成型的影响。结果表明：合理调节药型罩壁厚能有效降低内外罩径向速度差,获得竖直向下的环形EFP;环弧锥结合形EFP比环锥形EFP成型好、速度高、材料利用率高,比环球形EFP密实度好、侵彻能力强;曲率半径和锥角在选择上可进行优化,为进一步研究提供了参考。     

Studies on the formability of powder metallurgical aluminum–copper composite

Formability is concerned with the extent of deformation that the materials undergo before failure; thus its investigation is critical for successful processing of materials during bulk deformation. The present investigation has been undertaken to generate the forming limit diagrams for powder metallurgical aluminium–copper composites for different initial relative densities and copper contents. Sintered aluminium–copper composite compacts of 2%, 4% and 6% copper content with different initial relative densities have been prepared by applying recommended powder compaction pressures. The material properties such as apparent strain hardening exponent and strength coefficient were determined using stage wise compression test to generate the formability limit diagram. Densification curves were plotted to investigate the effect of initial relative density and copper content on the pore closure phenomena during deformation. Theoretical and experimental investigations using standard ring compression test were carried out to determine friction factor between tool and work piece interfaces for different initial relative density and copper content. The critical transition densities vide the forming limit diagram were found to be 84%, 85.3%, 86% and 87.5% for pure sintered aluminium, Al–2%Cu, Al–4%Cu and Al–6%Cu composites respectively. The friction factor between tool and work piece interfaces has showed increasing pattern for all the cases with decrease in the initial relative density and increase in the copper content of the composite.     

铜掺杂纳米 TiO2 的制备及其抗菌性能研究

目的制备铜掺杂纳米二氧化钛抗菌材料,测定其金属溶出率,研究该材料的光催化活性及抗菌性能。方法通过水热合成法制备掺铜二氧化钛(TiO_2Cu)纳米材料,采用催化动力学法测定该材料Cu~(~(2+))溶出率,以亚甲蓝为光催化降解材料测定其光催化活性,以金黄色葡萄球菌为目标物,研究在紫外光和非光条件下TiO_2Cu纳米材料的抗菌性能。结果 TiO_2Cu纳米材料Cu~(2+)溶出率最大值为72.36%,在自然光和紫外灯光照下对亚甲蓝光催化降解率分别为95.06%和85.08%,光照下TiO_2Cu材料质量浓度达到10 mg/m L,与细菌共培养90 min后,抑菌率可达94%。结论采用冷冻干燥法制备的含铜量为0.2%的TiO_2Cu材料具有良好的光催化活性,在暗光和紫外光照下均具有一定的抗菌性能。     

不同放电能量下铜粉的电磁压实特性与烧结体性能研究

目的 研究放电能量对铜粉电磁压实特性与烧结体性能的影响,提升铜材料的制备效率与质量.方法 通过电磁粉末压实技术在不同放电能量下制备铜压坯,研究压坯的相对致密度与微观形貌随放电能量的变化趋势.随后对其进行真空烧结,对烧结体的拉伸性能与断口形貌进行测试,评估放电能量对烧结体性能的影响.结果 随着放电能量的增加,铜压坯的相对致密度逐渐增大并趋于平稳.在20 kJ时,压坯的相对致密度较好,为0.968.压坯端面的孔隙随放电能量的增大逐渐减少,上端面的压实质量总体好于下端面.压坯烧结后拉伸载荷与位移随放电能量的增大逐渐增大,在20 kJ时试样的拉伸强度与断裂伸长率均达到了最大,分别为224.7 MPa和29.2％.拉伸试样的微观断口显示,断口表面的孔隙逐渐减小,颗粒边界熔合效果逐渐提升,韧窝越发明显.结论 试验结果表明,电磁粉末压实技术制备的铜材料在20 kJ的放电能量时具有较好的压实与烧结性能,为铜粉电磁压实工艺参数的设计提供了参考.