TiN涂层表面氧化层研究

在高速钢表面沉积TiN涂层,运用SEM、XRD和XPS方法研究了TiN涂层表面氧化物特征,并从热力学和晶体学上探讨了氧化物形成机理。结果表明,TiN表面氧化物为TiO_2,厚度约为60nm,它由吸附的氧通过TiN略作畸变而形成。     

高速弹丸冲击下复合材料层合板损伤特性仿真研究

为研究复合材料层合板在高速冲击下的损伤特性,通过有限元仿真方法,分析3种不同厚度的Kevlar纤维层合板及UHMWPE层合板在圆柱体、球体、立方体3种弹丸冲击作用下的变形破坏情况,得到3种层合板主要的总体变形破坏模式,并将结果与试验现象进行对比,明确弹丸初始动能与层合板总体变形破坏模式之间的关系。结果表明:高速弹丸冲击作用下,复合材料层合板的宏观破坏模式有整体弯曲变形、拉伸分层破坏和局部穿透破坏;对于UHMWPE材料,弹丸速度处于总体弯曲变形区与拉伸分层破坏区分界线时的吸能约为弹道极限时吸能的一半,而Kevlar纤维的吸能将超过弹道极限吸能的一半;当层合板受到圆柱体或立方体的冲击时,最大吸能将发生在弹道极限时,而球体的最大吸能发生在弹丸速度大于弹道极限时。     

TiAlN/TiN减摩耐磨涂层试验研究

用多弧离子镀法在旋转密封环表面沉积TiAIN/TiN复合涂层。并用扫描电镜,X射线衍射仪和显微硬度计研究膜层性能。测试结果表明：TiAIN/TiN复合涂层的主要相TiN,以(111)晶面生长;表面粗糙度为0.48 μm;膜基结合力为40 N;显微硬度为HV=2 035;TiAIN/TiN复合涂层密封环实际工况的摩擦因数为0.37,平均磨损率为7.96×10-10 m3/h．     

TiAlN/Ti多元复合涂层的截面透射电镜研究

成功制备了多弧离子镀 Ti Al N/Ti多元复合涂层的截面透射试样 ,并分别用 TEM和 EDS等手段研究了涂层的组织结构和界面结构。结果表明 ,多晶 (Ti,Al) N相是 Ti Al N的主要组成相 ,过渡 Ti层呈现多晶 α- Ti结构。研究发现 ,在 Ti Al N- Ti过渡层界面、Ti过渡层 - HSS基体界面分别存在一个薄的中间层 ,通过衍射和 EDS分析认为前者是 Ti2 Al N相 ,而后者则是 Fe Ti界面相 ,用 XTEM还观察到 Fe Ti相与基体 M'之间的位相关系     

Ti/Al3Ti叠层复合材料冲击损伤建模及失效分析

针对Ti/Al_3Ti叠层复合材料的冲击损伤问题,建立具有界面层的Ti/Al_3Ti叠层复合材料有限元模型。基于仿真技术模拟Ti/Al_3Ti叠层复合材料受子弹冲击时的界面损伤过程,分析冲击载荷作用下Ti/Al_3Ti两相间界面损伤对材料失效形式的影响。结果表明:在Ti/Al_3Ti叠层复合材料被子弹冲击后,表面Ti层剥离较严重,产生径向裂纹及花瓣形开裂等失效形式;在拉伸波作用下,脆性相Al_3Ti产生放射性损伤,同时界面层遭到破坏,导致Ti层和Al_3Ti层发生脱层;随着子弹速度的降低,位于靶板底端的材料塑性变形增加,子弹击穿靶板后,靶板背面材料发生显著的花瓣形变形。     

碳纤维复合材料层合板低速冲击损伤特性研究

以碳纤维复合材料层合板为研究对象,针对低速冲击损伤进行落球低速冲击数值模拟与试验研究,用三维Hash-in失效准则与内聚力单元相结合分析3种不同冲击能量下层合板的损伤演化规律,在试验过程中引入数字图像技术(digital image correlation,DIC)对冲击过程进行实时监测.结果表明:碳纤维复合材料层合板的损伤面积随低速冲击能量增加而增大,低能量以基体开裂为主,高能量以基体开裂和分层为主.用DIC技术得到层合板损伤表面应变规律和集中分布区,与数值模拟结果相验证,误差小于5％.     

Al/Ni和Al/Ti纳米多层薄膜制备与表征

用磁控溅射法制备了Al/Ni、Al/Ti纳米多层薄膜。用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)和X-射线衍射仪(XRD)对其进行了结构表征和成分分析。用差示扫描量热法(DSC)测定了纳米多层薄膜的反应放热量。结果表明: 工作压力为0.4 Pa,Al、Ni、Ti溅射功率分别为200,220,180 W条件下制备的Al/Ni、Al/Ti多层薄膜表面均匀致密,无尖锐峰,层状结构分明,组成成分分别为Al、Ni和Al、Ti单质状态; Al/Ni、Al/Ti多层薄膜放热量分别为1134.64,918.36 J·g-1,达到理论值的82.2%, 80.7%。     

化学镀层与涂层复合多层结构雷达波吸收性能研究

以纳米铁酸镍钴铁氧体复合Co粉、羰基铁粉等为吸收剂,并采用化学镀层,进行了单层、双层和三层涂层的试验研究。以期通过多层复合,获得既有良好的阻抗匹配同时又能对入射电磁波有效衰减的吸波涂层。采用纳米铁酸镍钴复合微米钴粉为吸收剂的单层雷达波吸波涂层;羰基铁粉与纳米铁酸镍钴复合微米钴粉的双层涂层,以及双层复合涂层+镀镍层的三层复合层结构,三种涂层厚度均为1mm,研究了三种涂层的吸波性能。结果表明,双层复合涂层的吸波性能较单层涂层在低频段有较大的提高,纳米铁酸镍钴复合微米Co的双层复合涂层的吸波性能优于纳米铁酸镍钴复合Co的单层涂层,三层复合涂层的吸波性能优于单层和两层复合涂层,三层复合涂层反射率小于-5dB的频宽为4.5～18GHz,较双层涂层提高5.4GHz。其中镀镍层对提高吸波性能作用明显。     

Ti/B多层结构含能点火元件的制备与表征

设计了含能桥的结构,采用磁控溅射方法制备硼/钛多层含能桥。对含能薄膜进行X射线衍射图谱测试,并用扫描电镜对含能桥进行了断面和表面形貌观察,可以看到多层连续结构。用HS4540MX12高速摄像系统记录下来含能桥发火过程,火花溅射距离可达到30 mm左右。进行了含能桥对BNCP药柱的点火试验,成功隔离点火。     

钢球破片高速侵彻多层组合靶实验研究

叙述了钢球破片以高速(1200-2200m/s）侵彻多层组合靶实验的物理现象。分析了钢球机械性能和着速对击穿能力的影响。得出了在一定破片质量下着速与击穿概率的关系曲线。实验证实了在高速侵彻条件下，用多层组合靶比用等强度单层靶更符合实际更科学的观点。本研究结果为导弹杀伤战斗部和杀伤弹丸的设计提供了可靠的依据。     

(CoCrFeMnNi)p/Ti复合材料变形损伤行为研究

用真空热压烧结制备体积分数为7％的(CoCrFeMnNi)p/Ti复合材料.将试验研究与数值模拟结合,研究(CoCrF-eMnNi)p/Ti复合材料变形损伤行为.结果表明:真空热压烧结后的复合材料中无新相生成,界面结合较好.高熵合金颗粒提高了复合材料压缩性能,抗压强度达1773 MPa.有限元模拟发现,颗粒位置对基体变形存在一定作用,相邻颗粒间基体的应力及应变大于颗粒周围基体.界面最先达到应力应变临界值,随后萌生裂纹,发生损伤.不完整颗粒界面比球形颗粒界面更易损伤.     

TiN涂层高速钢螺纹铣刀,成形车刀的应用研究

本文从应用的角度出发，对ＴｉＮ作为螺纹铣刀、成形车刀的涂层材料进行了研究，试验表明ＴｉＮ涂层具有很高的隔热性，ＴｉＮ涂层刀具的切削性能优于非涂层刀具，经开刃重磨的ＴｉＮ涂层刀具耐用度虽不及原ＴｉＮ涂层刀具高，但仍比非涂层刀具高得多。此外，导出了使用ＴｉＮ涂层刀具的年节约费用的计算公式。     

高速冲击载荷下钨骨架/Zr基非晶合金复合材料的变形特征

利用自制高速冲击加载试验装置研究了钨骨架／Zr基非晶合金复合材料的室温变形特征。该复合材料在高速冲击载荷作用下的变形特征主要包括钨骨架碎化、Zr基非晶合金软化且沿钨骨架变形的方向发生流动。在剪切断裂面上不同变形带之间有明显的交界线,这些交界线形成剪切带和裂纹。     

(W,Ti)C/石墨/镍基合金复合涂层摩擦磨损性能研究

为了获得既具有自润滑减摩特性又有高耐磨性能的金属摩擦构件表面,提高高接触应力下金属摩擦副的使用寿命和可靠性,运用等离子喷涂技术在45#钢表面制备了(W,Ti)C/石墨/镍基合金复合涂层.研究了室温干摩擦条件下复合涂层的摩擦磨损性能,并用SEM和EDX对磨损表面进行了测试分析.结果表明:复合涂层与Si3N4和GCr15对...     

炸药冲击损伤的实验研究

采用低速气炮对B炸药和PBXN—5高聚物粘结炸药进行冲击损伤加载。通过控制弹速对试样进行不同程度的损伤，同时记录冲击加载过程中应力变化过程。对冲击损伤形貌进行显微观察，同时对冲击损伤前后试样密度和声衰减进行测量。结果表明，B炸药和PBXN—5炸药均表现出脆性材料的损伤特征，但其材料组成上的不同也导致了二者损伤特征有所差异。     

含低速冲击损伤复合材料层合板剩余压缩强度预测

为了预测含低速冲击损伤复合材料层合板结构的剩余强度,建立了复合材料层合板结构从冲击到冲击后压缩的全过程分析模型.基于该模型,通过ABAQUS有限元仿真软件,结合Hashin失效准则和Cohesive界面单元,建立了复合材料层合板结构有限元分析模型,完成了低速冲击载荷下的有限元仿真模拟和冲击后剩余强度的有限元预测.通过与试验值对比,仿真结果与试验结果有良好的一致性,所建立模型能够有效进行含低速冲击损伤复合材料层合板结构的剩余强度预测.     

柱形弹丸高速冲击变形和开裂研究

利用不同材料和不同长度的柱形弹,以不同射击速度冲击靶板,研究其变形后的组织、硬度和断口形貌,对弹丸的变形和开裂过程进行了描述,认为,Taylor以及修正的模型未能真实反映实际变形过程。实际上变形是与轴线约成45°方向剪切流动,纵剖面的硬度分布大致呈倒“W”形。变形过程中,条状的第二相先弯曲,然后呈脊椎状分离,分散在相邻的基体内。在剪切方向应变达到一定值后便形成一串孔洞,之后复合成裂纹,即使材料塑性较差,也是细小韧窝。试样较长时,发生“双锥”现象,认为其变形受到端面横向摩擦力的影响。     

回转体高速垂直入水冲击特性研究

回转体入水过程不仅影响其运动轨迹,而且将引起回转体壳结构以及内部元器件的动态响应。本文利用大型商用软件MSC.dytran数值模拟技术,对圆盘尖拱头型回转体最危险的入水状态,即垂直入水过程进行了数值仿真,得到了此回转体垂直入水的冲击特性,以及垂直入水初期的弹道特性、轨迹与入水超空泡。分析结果将对此回转体头部壳体强度设计、提高抗冲击性能、入水弹道设计以及水中布放位置研究都具有重要的参考价值。     

复合材料层合板冲击模型研究现状

近年来复合材料被广泛应用于防护领域,其中以高性能纤维单层板、陶瓷板、金属泡沫板等单一或几种不同类型复合材料设计构成的层合板结构成为主要的复合材料防护结构形式。总结了复合材料层合板结构在冲击问题研究中分析模型的进展情况,侧重于能量耗散分析模型、应力波分析模型与损伤力学分析模型三个方面,对各分析模型进行了总结与评价,同时也对冲击中的试验方法、测试技术的进展情况进行了回顾。     

聚氨酯/蜂窝铝对高速冲击弹内芯片缓冲作用

高速冲击时弹内芯片易损坏而失效,需缓冲保护,而有限的弹内空间对缓冲提出更高要求。本文探讨了有限空间（4 mm厚）中聚氨酯/蜂窝铝对高速冲击下弹内芯片缓冲效果。用有限元探究胞元参数对蜂窝铝压缩性能的影响,优化了参数组合;测试了3D打印+熔模铸造制备的蜂窝铝力学性能;用有限元研究聚氨酯/蜂窝铝对高速冲击弹内芯片缓冲性能。结果表明：蜂窝铝强度与吸能随壁厚增加而增加,随边长增加而降低;熔模铸造附铸铝合金的本构模型可较好地预测熔模铸造态蜂窝铝的压缩变形及吸能;与聚氨酯相比,聚氨酯/蜂窝铝对高速冲击时弹内芯片的缓冲效果更好,最高提升49%。研究结果有利于发展新的弹内电子器件缓冲方法。