高聚物粘结炸药及涂层表面抗变形与回弹性研究

采用纳米压痕技术测试并比较研究了两种高聚物粘结炸药(P1、P2)及其两种涂层(C1、C2)在"加载-卸载-恢复"过程中各阶段的表面变形情况及回弹性能.结果表明,这四种材料表面抗变形能力从大到小的顺序是: P1>P2>C1>C2,而回弹性从大到小的顺序则是: C2>C1>P2>P1,其中C1与P1、P2力学性能差异较小,而C2与P1、P2具有显著差异.并采用Boltzmann非线性回归函数对这四种材料表面变形及回弹曲线进行拟合,拟合曲线与试验数据吻合较好,相关系数均大于0.99.     

复合材料密封环微观摩擦状态模拟与摩擦性能对比分析

根据复合材料密封环材料非均匀性的特点,构建密封环微观摩擦接触的移动元胞自动机计算模型。按照实际工况条件施加负荷,可视化的模拟结果可以直观地表达出密封摩擦副微观表层结构的动态演化过程。对聚酰亚胺（PI）和聚四氟乙烯（PTFE）两种复合材料密封环进行对比分析,获得在模拟时间内摩擦系数变化过程。分析结果表明：在相同负荷下,两种材料的机械混合层的形成过程基本一致,PI密封环的摩擦系数大于PTFE密封环的摩擦系数,填充材料的性质和形态决定微观尺度的摩擦特征。开展两种材料的密封环摩擦试验,对宏观和微观的摩擦系数进行对比分析,证明移动元胞自动机模拟微观尺度摩擦状态的有效性,为密封材料选型提供一个合理的数值实验方法。     

镁合金表面纳米ZrO2涂层的制备及其性能研究

为提高镁合金的耐磨耐蚀性能,采用大气等离子喷涂技术在AZ80镁合金表面制备纳米ZrO_2涂层。利用SEM分析纳米喷涂粉末形貌和涂层显微结构,用球盘式摩擦磨损实验机考察涂层的摩擦磨损性能,并通过电化学测试和盐雾腐蚀试验测试涂层耐蚀性能。结果表明:大气等离子喷涂纳米ZrO_2涂层与镁合金基材的结合强度达到(28±6)MPa,显微硬度为(840±62)HV,磨损率为3.3×10~(-5)mm~3/(N·m),其耐磨性较传统的微米ZrO_2涂层提高1倍,较镁合金基材提高1个数量级。封孔后的纳米ZrO_2涂层在200 h盐雾腐蚀试验后未出现明显的腐蚀迹象。     

超音速等离子喷涂Cr_2O_3-TiO_2涂层的组织及摩擦学性能

为研制一种高炉风口用耐高温、耐磨损涂层材料,采用超音速大气等离子喷涂法在铜合金(Cr Zr Cu)基体上制备Cr_2O_3-TiO_2复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、图形软件(Image-Pro Plus 3.0)和显微硬度计对Cr_2O_3-TiO_2复合涂层的显微组织进行表征,利用销盘式摩擦磨损仪在室温干滑动磨损条件下测试涂层的摩擦学性能。结果表明:喷涂后涂层与初始粉末的物相成分相近,主要是Cr_2O_3和TiO_2(金红石相),不同的是涂层中发现少量的低价氧化钛(TiO_2-x);涂层的截面组织比较致密,为典型的波浪形堆叠结构,孔隙率为1.16%,显微硬度为1 573HV0.3;涂层的断口形貌主要由短轴晶组成,另有少量熔融不完全颗粒。摩擦磨损试验表明:涂层的摩擦因数在0.4左右,平均磨痕宽度为354.8μm,磨损体积为21.75 mm3;磨损机制主要为塑性变形生成的平滑表面摩擦膜及少量疲劳脆断导致的涂层材料剥落。Cr_2O_3-TiO_2复合涂层具有自润滑特性,能够有效地防止基体材料的磨损。     

镍基WC陶瓷涂层的干滑动摩擦磨损性能

为了改善制动器的制动性能,即提高它的耐磨性和摩擦系数,对4种WC含量不同的镍基复合涂层的摩擦磨损性能进行了试验研究,并且利用扫描电子显微镜对复合涂层的磨损面进行了观察,在此基础上对其抗磨机理和WC含量对涂层摩擦磨损性能的影响进行了分析与讨论.试验结果表明,含WC硬质相的镍基复合涂层的耐磨性和摩擦系数都高于基体HT250,其原因是涂层具有较高的硬度和较好的韧性.     

刊物简介

正《含能材料》(Chinese Journal of Energetic Materials)1993年创刊,1996年国内外公开发行。中国工程物理研究院主办,中国工程物理研究院化工材料研究所承办,主要报道的内容为:(1)含能材料(炸药、推进剂、烟火剂、火工药剂)的合成、制备与性能表征;(2)含能材料(单质与配方)的理论设计与数值模拟;(3)含能材料用相关材料的合成、制备、性能与应用技术;(4)含能材料的安定性、相容性、老化特性研究;     

刊物简介

正《含能材料》(Chinese Journal of Energetic Materials)1993年创刊,1996年国内外公开发行。中国工程物理研究院主办,中国工程物理研究院化工材料研究所承办,主要报道的内容为:(1)含能材料(炸药、推进剂、烟火剂、火工药剂)的合成、制备与性能表征;(2)含能材料(单质与配方)的理论设计与数值模拟;(3)含能材料用相关材料的合成、制备、性能与应用技术;(4)含能材料的安定性、相容性、老化特性研究;     

刊物简介

正《含能材料》(Chinese Journal of Energetic Materials)1993年创刊,1996年国内外公开发行。中国工程物理研究院主办,中国工程物理研究院化工材料研究所承办,主要报道的内容为:(1)含能材料(炸药、推进剂、烟火剂、火工药剂)的合成、制备与性能表征;(2)含能材料(单质与配方)的理论设计与数值模拟;(3)含能材料用相关材料的合成、制备、性能与应用技术;(4)含能材料的安定性、相容性、老化特性研究;     

含能材料刊物简介

正《含能材料》(Chinese Journal of Energetic Materials)1993年创刊,1996年国内外公开发行。中国工程物理研究院主办,中国工程物理研究院化工材料研究所承办,主要报道的内容为:(1)含能材料(炸药、推进剂、烟火剂、火工药剂)的合成、制备与性能表征;(2)含能材料(单质与配方)的理论设计与数值模拟;(3)含能材料用相关材料的合成、制备、性能与应用技术;(4)含能材料的安定性、相容性、老化特性研究;     

《含能材料》刊物简介

正《含能材料》(Chinese Journal of Energetic Materials)1993年创刊,1996年国内外公开发行。中国工程物理研究院主办,中国工程物理研究院化工材料研究所承办,主要报道的内容为:(1)含能材料(炸药、推进剂、烟火剂、火工药剂)的合成、制备与性能表征;(2)含能材料(单质与配方)的理论设计与数值模拟;(3)含能材料用相关材料的合成、制备、性能与应用技术;(4)含能材料的安定性、相容性、老化特性研究;     

黑火药的防潮包覆技术研究

采用表面包覆法,从材料选择、含量匹配、工艺参数优化等方面研究黑火药的包覆技术,利用扫描电镜对包覆后药粒的微观形貌进行了表征,并就包覆前后黑火药的感度和燃烧性能进行了对比研究,结果表明GZ-1型硅脂在黑火药表面形成均匀、完整的包覆层;包覆后点火药的吸湿性降低了58%,撞击感度、摩擦感度和静电感度分别降低了60%、57%和56%,而火焰感度、输出性能与包覆前的药剂相当.     

仿生聚多巴胺对HMX、TATB和铝粉的界面性能改性

为了研究表面改性方法及表面包覆均匀性、浸润性等性状对含能材料的机械感度、界面力学性能以及工艺性能的影响,仿生贻贝黏附蛋白的作用原理,以多巴胺为前驱体,采用一步法使其在含能材料表面聚合形成一层致密牢固的包覆薄膜聚多巴胺(PDA),制备了改性单质炸药(HMX@PDA、TATB@PDA)和改性铝粉(Al@PDA)。通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和接触角测试仪对改性含能材料的表面形貌、药柱断裂处微观形貌、元素含量以及表面浸润性能进行了表征,采用国军标(GJB-772A-1997)、巴西实验等标准测试方法对改性含能材料的机械感度、拉伸应力-应变曲线等进行了测试,并将实测性能与未改性含能材料进行了对比分析。结果表明,与HMX晶体比较,HMX@PDA晶体的摩擦感度下降30%,特性落高数值增加一倍;与TATB基药柱比较,TATB@PDA基药柱的拉伸强度提高约15%;与Al粉比较,Al@PDA在HTPB液相中24h后可有效减缓沉降。聚多巴胺对晶体完整致密的包覆性能以及含有丰富活性基团的特性,对含能材料的包覆降感、界面力学性能提升和工艺稳定性提升等方面具有显著的界面改性作用。     

激光工艺参数对NiCoCrAlYSi熔覆层微观组织及性能的影响

采用激光熔覆技术在Ni625高温合金表面制备NiCoCrAlYSi涂层,研究激光功率和扫描速度对NiCoCrAlYSi熔覆层冶金质量及微观组织的影响。通过测试熔覆层显微硬度及摩擦磨损性能,建立激光熔覆工艺参数、微观组织与熔覆层性能之间的关系。结果表明：随着激光输入能量从36 J/mm²升高至73.3 J/mm²,熔覆层厚度从534 μm增加到1 535 μm,表面气孔率从0.07%增大到0.65%,以及平均气孔尺寸从0.23 μm增大到1.33 μm,且熔覆层微观组织发生粗化,熔覆层表面气孔率的增大及组织粗化导致其显微硬度和耐磨性逐渐降低;当激光输入能量比为36 J/mm²时,熔覆层组织致密性最高、晶粒尺寸最细小,且内部分布有大量的位错及位错墙结构,此时熔覆层硬度及耐磨性也最佳。     

不同环境温度下CaF2/TiC/镍基合金复合涂层摩擦磨损性能研究

为提高镍基合金涂层在苛刻摩擦条件特别是高温无润滑时的摩擦磨损性能,在45^#钢表面制备了CaF₂和TiC颗粒协同改性镍基合金复合涂层,分析其微观结构,研究其在不同温度下的摩擦磨损行为与机理。结果表明：CaF₂/TiC/镍基合金复合涂层的微观组织呈层状分布,主要由γ-Ni、CrB、Cr₇C₃、TiC和CaF₂物相组成。CaF₂/TiC/镍基合金复合涂层在不同环境温度下具有优异的减摩耐磨性能。从室温到500 ℃,复合涂层的摩擦系数由0.42逐渐减小至0.29,较镍基合金涂层降低16.2%～33.9%。随着环境温度的升高,复合涂层的磨损失重逐渐减小,且大幅度低于镍基合金涂层。温度为500 ℃时,复合涂层磨损表面形成了转移膜,转移膜中含有CaF₂,起到高温减摩作用,使其摩擦系数降低。复合涂层的磨损机理主要为转移膜的疲劳剥落。随着温度的升高,转移膜的覆盖面积逐渐增大,对复合涂层起到保护作用,使其磨损失重随温度增加而减小。     

金属掺杂对高强化柴油机活塞销类金刚石薄膜涂层摩擦学性能的影响

柴油机关键部件活塞销受到周期性的交变机械载荷和热载荷作用,易因粘着导致磨损。为提高柴油机活塞销的摩擦磨损性能,采用磁控溅射方法在活塞销表面沉积了Cr、W、Cr与Ti 3种金属掺杂的类金刚石薄膜(DLC)涂层,运用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪分析DLC涂层表面微观形貌和结构,并进行摩擦磨损性能和膜-基结合强度测试。结果表明：3种涂层表面微观形貌类似,致密、无明显缺陷和孔洞,但都附着少量的颗粒物,相较而言掺杂Cr的DLC涂层表面更加平滑;掺杂Cr的DLC涂层,Cr以单质和CrC化合物形式存在,具有更高的膜-基结合强度、更优的摩擦学性能;掺杂Cr与Ti的DLC涂层性能与掺杂Cr的DLC涂层类似,Cr、Ti以单质和CrC、TiC化合物的形式存在;掺杂W的DLC涂层,由于生成了WC化合物,涂层脆性高,韧性较差。     

延寿修复材料在身管武器上的应用研究

为了研究延寿修复材料对武器身管的修复延寿效果,开展了延寿修复材料的应用研究。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱仪、烧蚀试验机、摩擦磨损试验机等对延寿修复材料的形貌、相结构、烧蚀性能、腐蚀性能、摩擦磨损性能进行了表征;并利用某型枪、某型滑膛炮进行了实弹射击试验。研究结果表明：修复后,在金属表面附着一层涂层材料,枪管及炮管表面的凹坑、裂纹逐渐被填补,表面渐趋光滑;修复材料使用后能够明显降低枪管温升,且不会对枪的精度产生影响;对于中小口径火炮,修复材料可在一定范围内增大弹丸初速,减小膛径磨损量。     

激光能量密度对激光熔覆NiCoCrAlY涂层组织与性能的影响

为探究激光熔覆过程中能量密度对NiCoCrAlY涂层组织与性能的影响,在304不锈钢表面制备了NiCoCrAlY涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了NiCoCrAlY涂层的相组成和微观组织。通过显微维氏硬度计和往复摩擦磨损试验机研究了NiCoCrAlY涂层的硬度和耐磨性能。结果表明：NiCoCrAlY涂层气孔数量随激光能量密度增大而减少,熔深和熔高随激光能量密度增大而增大,当激光能量密度为3.8 kJ/cm²时涂层稀释率最低,同时气孔数量较少。NiCoCrAlY涂层中包含γ/γ′相和β相,微观结构以柱状晶为主,随着激光能量密度的增大,β相含量升高,柱状晶变大。不同激光能量密度下NiCoCrAlY涂层硬度均高于基体,当激光能量密度为3.8 kJ/cm²时 涂层硬度最高,为301 HV_0.2. 在往复摩擦磨损实验中,当激光能量密度为3.8 kJ/cm²时 NiCoCrAlY涂层摩擦系数最小为0.46,磨损体积最少为0.235 9 mm³,磨损机理主要为磨粒磨损,耐磨性能最好。     

机械球磨法制备TiC/Al复合涂层的显微组织及力学性能

采用高能球磨机,室温下在2024铝合金表面制得TiC/Al复合涂层。利用SEM,XRD、显微硬度测试和摩擦磨损测试等技术分析涂层的显微形貌、组织结构及力学性能并初步探讨涂层的形成机理。结果表明,在350r/min转速下球磨3h后,2024铝合金表面形成界面结合良好且平均厚度为20μm的TiC/Al复合涂层。涂层最大显微硬度值高达314HV0.1,是基体硬度值的2倍多。界面处的显微硬度呈现梯度变化,对合金层起到很好的缓冲和支撑作用。摩擦磨损测试表明,涂层有效地降低原有材料的摩擦因数,使其耐磨性得到一定程度的提高。     

［1，2，5］噁二唑［3，4-b］吡嗪-5，6-（1H，3H）-二酮及其含能盐的合成及性能

以3,4?二氨基呋咱和草酸为原料经酰胺缩合反应一步法直接合成了[1,2,5]噁二唑[3,4?b]吡嗪?5,6?(1H,3H)?二酮(1),并进一步与碱反应合成了该化合物的离子盐2~5。通过红外、核磁共振氢谱和碳谱对化合物1~5进行了结构表征;并通过X?射线单晶衍射对化合物1和5的单晶结构进一步表征;利用差示扫描量热法(DSC)研究了化合物1~5的热行为,化合物1~5的热分解温度在210.5~313.5℃之间;采用Gaussian 09程序和Explo 5(v.6.01)评估了化合物1~5的爆轰性能,计算爆速在7327~8555 m·s^-1之间,爆压在20.5~30.6 GPa范围内;利用BAM感度测试仪进行感度测试,化合物1的撞击感度为27 J,摩擦感度为280 N,其胺盐、肼盐、羟胺盐的撞击感度均大于40 J,摩擦感度均为360 N,钠盐的撞击感度为7 J,摩擦感度为120 N。其中肼盐和羟胺盐有望作为新型的高能低感含能材料。