火炮身管内膛涂层制备技术的研究进展

内膛涂层的制备是提高火炮身管寿命的重要方法之一。综述了国内外火炮身管内膛涂层的制备技术,介绍了其优点以及所存在的问题,为今后的研究指明了方向。     

缓蚀添加剂对火炮身管的降烧蚀作用

本文论述了金属氧化物缓蚀添加剂在火炮身管内膛都形成一层极薄的保护层。由于保护层的存在,对身管内膛的烧蚀起着保护作用,并且列举了不同的身管内膛所形成的保护层。本文着重从理论上分析火炮身管内膛形成的保护层在身管降烧蚀方面的作用。     

大口径火炮身管内膛防烧蚀镀铬

扼要论述高膛压高初速火炮身管内膛烧蚀问题的严重性;介绍目前世界各国在火炮身管内膛防烧蚀研究方面的基本做法和取得的突破性进展,以及笔者防烧蚀镀铬的工艺研究和性能试验成果。     

小口径火炮身管振动铰削的实验研究

论文研究了振动铰削降低表面粗糙度的机理，在此基础上通过硬质合金铰刀振动铰削小口径火炮身管的实验，深入分析了振动铰削对火炮身管内膛表面粗糙度的影响。振动铰削把普通铰削的连续切削过程转变为断续的脉冲式切削过程，将普通铰削时的螺旋状连续切屑变成了非常细小的针状单元切屑．增强了铰削加工的断屑排屑能力，从根本上抑制了积屑瘤的形成，避免了已加工表面的犁沟和鳞刺。实验表明，振动铰削的表面粗糙度Ra比普通铰削至少提高三级，振动铰削的表面粗糙度彤值不到晋通铰削Ry值的1／14，振动铰削使孔的已加工表面均匀一致，显著提高了身管内膛的表面质量。     

金属双极板表面改性碳基涂层研究进展

首先对比了贵金属涂层、氮化物涂层、碳基涂层的性能优劣,重点阐述了碳基涂层改性技术的最新研究进展。然后,以碳基涂层的设计及制备2个维度为研究切入点进行阐述。在膜系设计方面,着重分析了膜系设计和元素掺杂对碳基涂层的性能影响;在制备方面,分析了偏压、沉积时间和气体流量等对碳基涂层的化学组分、微观结构的调控作用。最后,总结了当前碳基涂层改性双极板存在的问题,主要为涂层运行寿命不足,无法达到服役标准;测试条件不统一,且模拟环境与电堆实际工况差距较大;涂层长时间服役后的失效机制不明确。同时,对金属双极板改性碳基涂层的进一步发展方向做出了展望。     

火炮身管超声波检测技术

身管是火炮的重要组成部分之一,它不仅要承受高压高温火药气体的作用,还要经受高速运动弹丸对它的作用。身管的质量和技术情况直接影响火炮的使用安全、射击效果和寿命。因而,身管的检测在整个火炮的制造与验收以及大修检查中意义十分重要。在热处理前和加工后都需要严格检查身管表面和内部是否存在裂纹、夹杂物和分层等缺陷,而通常所用的磁粉和荧光等探伤方法不能准确、灵敏地探测到身管内部的缺陷。超声探伤以其较好的探测深度和较高的灵敏度弥补了这一不足,能够有效地对火炮身管内部进行检测。     

航空发动机涡轮叶片热障涂层研究现状

热障涂层是一种可以有效保障航空发动机涡轮叶片正常工作，同时显著提高其工作效率和服役时间的表面防护技术。热障涂层的性能在很大程度上影响叶片的承温和抗腐蚀能力，进而间接影响航空发动机的服役性能。涂层性能主要受其结构和材料2个方面的影响。介绍了涂层结构的优缺点和研究进展，当前常见的结构形式有双层结构、多层结构和梯度结构；介绍了粘结层材料的研究进展；对陶瓷层材料的研究进展进行了详述，如YSZ的掺杂改性、A₂B₂O₇型化合物、钙钛矿结构材料以及近年来兴起的几种高熵陶瓷材料，其中高熵陶瓷材料包括：高熵稀土钽酸盐、铝酸盐、锆/铪酸盐、磷酸盐、硅酸盐以及高熵稀土氧化物，分别从热导率、热膨胀系数、断裂韧性、热循环寿命和抗腐蚀能力等方面对其进行介绍；概述了热障涂层常见的几种失效形式如：TGO失效、CMAS腐蚀以及高温烧结，并且对其发生机理进行简要的介绍；展望了热障涂层未来的发展趋势和方向。     

热障涂层的研究现状与发展趋势

热障涂层是一类高温防护涂层,由于其应用的广泛性,已成为近年来涂层研究领域的热点之一。对热障涂层国内外的研究进展进行了综述,重点阐述热障涂层成分的选择、热障涂层的结构设计、热障涂层的制备工艺、热障涂层的失效机理、寿命预测以及热障涂层的发展趋势。     

枪炮身管疲劳和磨损及其健康监测研究

疲劳和磨损是影响枪炮身管寿命的两个重要因素。本研究简述了枪炮身管抗疲劳和磨损技术研究进展,并对身管烧蚀磨损寿命和疲劳寿命评估现状进行评述,指出以药室增长量或膛线起始部位,径向磨损量预测身管剩余寿命科学依据不足,且未考虑疲劳和磨损的耦合作用促使裂纹萌生和扩展速率加速的现象。鉴于传统的寿命预测技术不能准确预测身管失效时间,身管健康监测已成为确保枪炮安全服役的重要手段。任一发弹射击时身管外表面产生的应变包含了弹、炮、药三者的综合信息,文中提出以应变增量为身管损伤状态特征值,基于实测身管外壁面应变和局部应变法,建立身管健康状态、外壁面应变和寿命（射弹数）三者之间的内在联系,对枪炮设计、试验、使用和维护具有重要的理论意义和应用价值。     

质子交换膜燃料电池金属双极板改性碳基涂层技术研究进展

对比了碳基涂层改性金属极板、未涂覆的金属极板和传统石墨极板性能的优劣,阐述了碳基涂层在优化金属极板导电耐蚀性能方面取得的最新成果,以及在质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cells, PEMFCs)环境长期运行后,碳基涂层出现性能失效及寿命受限等问题。通过分析影响碳基涂层性能的因素,指出由于非晶碳材料设计、微观结构等对其性能影响规律的系统化研究不足,导致非晶碳涂层/金属极板损伤及退化机理不明确。重点阐述了国内外关于PEMFCs金属极板改性碳基涂层材料技术的研究进展,包括调控本征碳基涂层(a-C)微观形貌优化涂层性能;采用理论计算与实验相结合的方法制备金属掺杂碳基涂层(a-C:Me),解决涂层与特定金属基体间粘附性差、压应力高等问题;设计多层结构碳基涂层以减少贯穿性缺陷。探讨了几类涂层失效机制,并对金属极板改性用碳基涂层技术进行了展望。     

氧化物掺杂YSZ热障涂层的最新研究进展

随着先进航空发动机涡轮叶片热障涂层服役温度、服役寿命以及隔热性能的不断提升,研制温度高、使用寿命长和隔热性能优异的热障涂层材料,已成为国际高温防护涂层领域的研究热点。氧化物掺杂YSZ涂层因其良好的热学性能,成为最有可能替代YSZ涂层在航空发动机热端部件表面获得应用的热障涂层材料。综述了氧化物掺杂YSZ热障涂层研究取得的成果和存在的问题,重点阐述了不同氧化物掺杂对YSZ涂层性能的影响机理,并简述了目前国内外对该类涂层相关制备技术的研究进展。提出未来关于热障涂层的研究,应在进一步优化设计多元氧化物掺杂改性YSZ涂层的基础上,结合计算模拟,对多元氧化物掺杂的耦合作用机制进行深入剖析,同时结合新一代高温合金的性质,发展高温合金-粘结层-陶瓷层相匹配的新型热障涂层体系,从热力学-动力学两个方面考察其使役行为和失效机制,最终促进该类涂层的实际应用。     

CrAlN基硬质涂层的研究进展

近年来,现代工业对材料的性能提出了日益严苛的要求,表面技术改性逐渐成为提升材料表面性能的有效手段。CrAlN涂层因其良好的力学性能和优异的抗高温氧化性能,在保护性涂层领域受到广泛关注。本文综述了近10年来CrAlN基硬质涂层的最新研究进展,包括CrAlN涂层的结构和性能、制备工艺、合金化和以CrAlN为基的纳米多层结构涂层和纳米复合结构涂层的设计和优势等,讨论了CrAlN涂层潜在的发展方向,以期推动该涂层在保护性涂层领域的发展和应用。     

等离子喷涂人工骨涂层材料

等离子喷涂是一种常用的生物医用材料表面改性技术,被广泛应用于钛等金属人工骨的表面改性.为了满足人工骨涂层的临床应用需要,近年来发展了一些新的涂层材料和后处理工艺技术.利用火焰蒸汽处理技术对等离子喷涂羟基磷灰石涂层进行后处理,提高了涂层的结晶度,降低其在体液中的降解.经碱处理的等离子喷涂钛涂层,生物活性有了明显的改善.等离子喷涂硅灰石和硅酸二钙陶瓷是一类不同于传统磷酸钙系的新型生物活性材料,其性能和结构已被初步研究.同时介绍了等离子喷涂人工骨涂层材料在这几个方面的近期研究进展.     

交变压力环境下KH-550改性氧化石墨烯环氧涂层的失效机制

石墨烯因其优异的力学性能及热化学稳定性、较大的比表面积而在防腐涂层应用中备受关注。采用硅烷偶联剂KH550对氧化石墨烯(GO)进行表面改性,研究了改性GO对深海交变压力模拟环境下环氧涂层失效机制的影响。利用TEM和沉降实验观察了GO粉末的分散性及其与环氧树脂的相容性;利用重量法、附着力测试和拉伸测试研究了涂层的防护性能;利用OCP和EIS研究了涂层在交变压力下的失效历程。结果表明：KH550改性GO涂层在抗渗透性、强韧性、附着力等方面均有明显提高。添加改性GO减少了涂层的表面缺陷,更加致密的涂层结构有效阻碍了溶液的扩散。改性GO与环氧树脂结合良好的界面可延缓交变压力的破坏作用,从而延长了涂层在交变压力环境下的使役寿命。     

激光表面改性提高钛合金耐磨性能的研究进展

分析了各种钛合金激光表面改性工艺、涂层材料体系的最新研究进展,指出了目前钛合金表面改性过程中存在的问题,总结了当前抑制涂层裂纹产生的措施,提出了钛合金激光表面改性进一步的研究方向.     

MoSi2涂层高温抗氧化性能研究进展

综述了MoSi2作为C/C复合材料和难熔金属的高温抗氧化涂层的氧化性能的研究进展,比较研究了MoSi2高温抗氧化涂层的制备工艺,提出了MoSi2涂层技术的未来发展方向,即研发高温长寿命高可靠性抗氧化涂层、超高温抗氧化涂层,以满足航空发动机及航天飞机在恶劣工况条件下的使用要求.     

改性防结垢涂层在原油加热炉管上的应用

针对油田加热炉结垢烧损严重问题,采取在加热炉管表面喷涂氟涂层的措施,选取了改性防结垢涂层和传统的氟涂层进行对比试验.结果表明:改性防结垢涂层比传统的氟涂层性能优越,改性防结垢涂层在石油行业具有广阔的推广和使用前景.     

炮管烧蚀层的研究

一、前言火炮在服役使用过程中,身管内壁产生磨损和烧蚀。炮膛磨损一般从烧蚀网开始。烧蚀网是发展到一定程度的裂纹网。火炮在发射时,由于高速摩擦、高压气流的作用、以及温度的变化,使身管内膛表面钢的组织发生变化,因而产生了烧蚀层,即所谓“白层”。白层是不同的淬火组织,它直接影响着火炮的使用寿命。本研究工作通过金相显微镜、电子显微镜、X射线结构分析和硬度检验等手段,对炮管烧蚀层(白层)进行了分析与探讨,以研究炮管烧蚀层形成过程,从而探讨提高火     

航空发动机钛合金压气机组件防钛火用阻燃可磨耗涂层研究进展

本文描述了钛合金在航空发动机的应用优势及出现的"钛火"问题,并介绍了解决"钛火"的方案,如阻燃钛合金、阻燃涂层及阻燃可磨耗涂层等。着重介绍了阻燃可磨耗涂层的技术研究现状,包括其涂层阻燃可磨耗性的评价标准以及阻燃可磨耗的相关机理研究。最后指出了在600～750℃区间应用的钛合金阻燃可磨耗涂层未来研究趋势和发展方向。     

刀具涂层材料的最新研究进展

随着难加工材料和绿色干切削等先进加工技术的开发与广泛应用,刀具切削环境日益严苛,刀具涂层材料不断更新换代。涂层材料已由最初的二元涂层逐渐发展成三元及多元涂层,结构由单层逐渐向多层、梯度、复合结构转变。首先总结了几种常用二元涂层的性能和特点。再以Ti基和Cr基三元及多元涂层为例,阐述了掺杂元素对涂层微观结构和性能的影响及强化机制,分析了多元涂层的研究现状和面临的难题,以及多种掺杂元素的协同作用机制。还讨论了纳米晶/非晶复合结构涂层、纳米多层涂层以及梯度涂层的结构优势及研究现状,介绍了金刚石、类金刚石和立方氮化硼三种超硬涂层以及具有低摩擦因数软涂层的特点和研究进展。最后介绍了近几年研究的热点涂层(如高熵合金涂层、含氧涂层和多元多层复合涂层)的研究现状,并对刀具涂层的未来发展方向进行了展望。