炭材料的高温粘结剂(Ⅱ)

实现炭材料不可拆卸型连接最有效的方法是使用粘接技术。因为炭材料多用于高温领域 ,因此 ,炭材料高温粘结剂的研究越来越重要。利用树脂炭化后的残碳的耐热性等特点 ,以有机树脂为基体的粘结剂也可用于炭材料的高温粘接连接 ,与无机型高温粘结剂相比 ,有机型高温粘结剂的耐热温度和粘接强度都比较理想。本文就有机类型的高温粘结剂的分类、性能等进行了讨论     

石墨高温粘接界面化学结构变化与粘接性能间的相关性

以酚醛树脂(phenol-formaldehyde resin,PF)和碳化硼(B4C)为原料的高温粘结剂对炭材料具有良好的粘接性能.利用XPS手段,对不同温度热处理后的粘接部件的化学结构及其变化进行了分析.结果表明,酚醛树脂炭化为无定型碳,形成粘接胶层的骨架结构,并随着热处理温度的提高,有序化程度提高,从而提高了粘接界面的相容性.而B4C与酚醛树脂炭化过程中释放出来的含氧小分子反应而氧化生成了B2O3.B2O3的形成,使粘接界面上实现了化学键合连接.     

温度对压装RDX基含铝炸药力学性能的影响

为了分析温度对压装RDX基含铝炸药的性能变化规律,对该炸药在不同温度下的抗压、抗拉性能及泊松比进行了测试,并对拉伸试验后的样品进行了形貌观察。结果表明:在高温下,压装RDX基含铝炸药粘结剂软化,炸药颗粒与高分子粘结剂界面作用减弱,其拉伸强度和抗压强度性能均随温度升高而降低;在拉伸试验中,从低温到高温状态,该炸药的泊松比随温度升高却变化不大;高温下,炸药断面损伤形式表现为炸药颗粒与粘结剂脱粘。     

新材料在鱼雷设计中的应用与发展

新材料技术的开发与研制是提高鱼雷性能、影响鱼雷作战效能的关键因素之一。重点介绍了几种鱼雷设计用新材料的基本特性,包括铝锂合金、镁合金、钛合金、高温合金等金属材料,以及阻尼减振材料、陶瓷材料、浸银炭石墨等非金属材料,列举了以上材料在鱼雷设计中的应用现状,展望了其在未来鱼雷设计中的发展前景。     

高能炸药的老化研究

介绍了武器主装药经过长期库存后老化特性变化研究情况及起爆系列的老化效应对武器的可靠性和安全性的影响,其关注点在于炸药部件由于老化造成的物理、化学和力学性能的变化对安全性和爆轰性能的影响.通过计算机数值模拟建模来预测炸药部件经过长期贮存后的性能变化.高能炸药的老化效应包括体积膨胀、增塑剂迁移、粘结剂老化、力学性能下降以及材料的不相容性等.老化的环境因素有热、外部应力、低剂量辐射等.     

陶瓷与金属牢固结合的方法——高压固相结合法

<正> 按结合原理可把陶瓷-金属的结合方法分为:①机械结合法,②粘结剂结合法,③金属喷镀法,④固相或熔化态结合法。而今各类方法中又开发了许多具体工艺方法。本文主要研究适用于高温材料的陶瓷-金属直接结合法。 高温用结合材料的主要性能当然是结合强度,尤其是耐热循环和热冲击的性能。陶     

注射成形钨合金弹芯材料的性能与组织特征

研究开发低成本钨合金的近净成形技术是钨合金的一个重要发展方向。针对直径较大(Φ20～25mm)的钨棒弹芯和钨环散弹弹芯材料的注射成形,对粘结剂进行一系列的改进。采用一种粘度适中、流动性好、流变稳定性好的油+少量蜡组成的新型半固态塑料体系粘结剂,和多组元低分子混合溶剂快速脱除注射坯中60％以上的粘结剂,再采用热脱脂脱除其余的粘结剂,然后烧结,制备了性能很高的钨环和钨棒弹芯材料。研究了弹芯材料的性能和组织特征。结果表明,由弹芯加工成的冲击试样断口和拉伸试样断口形貌呈显著的钨晶粒穿晶解理断裂。采用注射成形工艺可以得到具有较高综合力学性能的钨合金弹芯。对于大截面的钨棒弹芯,弹芯材料的拉伸性能、延伸率和冲击性能分别达到σ_b=965MPa,δ=23％,A_k=54.4J/cm~2。     

新型含能材料的研究进展

对国内外的新型含能材料研究及应用进行综述,主要介绍了以下几类含能材料:高含氮量含能材料、含能氧化剂、含能粘结剂和增塑剂。对各类含能材料特点及其相关的物理化学性能进行阐述,为未来含能材料在火炸药中的应用提供了参考依据。     

碳纤维增强陶瓷基复合材料高温拉伸性能研究

为进一步提高以碳化硅为主要基体的陶瓷基复合材料的高温力学性能,对材料高温拉伸性能的变化规律和影响因素进行了评价和分析。结果表明,随着温度的升高材料拉伸性能呈现先上升后下降的变化趋势,碳化硅基体结晶程度逐渐提高,晶粒尺寸逐渐长大并出现团聚,导致内部缺陷孔洞增多,造成材料高温性能下降;材料热处理温度、致密化度的提高对材料的高温性能具有改善作用,使材料在经历最高温度2000℃,总时长3000s热环境条件下测试时性能保留率达82.4%。     

基于新型聚氨酯弹性体材料在PBX 炸药载体中的应用

为提高高聚物粘结炸药(polymer bonded explosive,PBX)炸药载体的力学强度,在炸药的粘结剂体系中引 入聚氨酯弹性材料进行聚醚/聚酯粘结剂高强度载体设计。通过调控聚氨酯弹性体制备过程中多元醇的比例和分子 量、固化剂的种类,利用旋转流变仪和多功能万能材料试验机开展材料固化速率性能分析和固化后聚氨酯弹性体对 端羟基聚丁二烯(hydroxyl-terminated polybutadiene , HTPB)粘结剂体系力学强度影响规律分析。结果表明： PCL_PTMG 聚氨酯弹性体拉伸强度的大小与固化剂的固化速率相关;改变聚酯聚醚分子量对弹性体抗拉强度的影响 不大;当聚酯聚醚的比例为4:1 时,弹性体抗拉力学强度最优;聚氨酯弹性体增大了HTPB 粘结剂体系强度。     

镁合金机械连接技术综述

对镁合金机械连接常出现的疲劳失效、高温失效和电偶腐蚀失效的失效机理进行分析,并针对这3种失效可以采取的防止措施进行综述。近年来采用加热自冲铆接、搅拌摩擦盲铆接等新铆接方法以及设计好螺纹连接件直径、选择合适的螺纹连接件材料可以分别提高铆接和螺纹连接接头强度,从而提高接头疲劳性能;防止高温失效的方法是通过合金化提高镁合金抗蠕变性能和选择铝制连接件来减小镁合金与连接件金属的热膨胀系数差异;在提高防电偶腐蚀方面,主要有表面处理、连接件材料优化和接头设计优化3种解决办法。     

TATB基高聚物粘结炸药高温力学性能

为分析TATB基高聚物粘结炸药(PBX)在高温状态下的性能变化,对该高聚物粘结炸药在不同温度下的压缩性能、拉伸性能、蠕变性能及泊松比进行了测试,并采用扫描电子显微镜对其高温蠕变断面形貌进行了观察。结果表明,该高聚物粘结炸药的压缩强度、拉伸强度、抗蠕变持久应力及持久时间均随温度升高而降低,其泊松比随温度升高无明显变化; 在高温70 ℃、拉伸应力为3 MPa下,该PBX拉伸蠕变破坏模式主要为炸药颗粒与粘结剂脱粘,而在相同拉伸应力、温度为50 ℃和60 ℃下,其拉伸蠕变破坏模式还表现为炸药颗粒断裂。     

实现高温工作的SOI器件埋层结构研究

硅基集成电路不能胜任高温工作环境,其高温工作上限一般为125℃。而基于SOI材料及其结构的器件,能突破高温的限制。介绍了SOI材料结构技术用于高温电路的优势,分析了影响高温性能的自加热效应。为实现良好的高温性能,比较了几种不同的埋层结构,提出了沟道下用氮化铝作埋层的SOI器件新结构,并对其高温输出性能随温度的变化进行了研究分析,得出了具有指导意义的分析结果。同时提出了根据埋层材料的介电常数不同,进行等效电容折算埋层厚度的新观点,从另一层面提出了抑制自加热效应的理论依据。     

基于聚多巴胺的仿生界面设计在含能材料中的应用研究进展

界面结构对含能材料的力学性能、安全性能、热稳定性均具有重要的影响。聚多巴胺(PDA)是一种能使绝大多数基体功能化的表面化学材料,具有制备简单易控,反应温和,操作安全,可再进一步功能化等优点。近年来,仿生PDA包覆广泛应用于含能材料领域并取得良好进展。本文就PDA基仿生可控界面对含能材料结构和性能影响进行了综述。从PDA粘结机理出发,介绍了PDA对含能材料和功能填料进行表面功能化的方法,重点阐述了PDA表面改性对炸药的安全性能、热稳定性、力学性能和导热性能的影响规律。总结了PDA在含能材料结构设计和性能调控中的独特优势,指明目前存在的问题,建议进一步探明PDA与含能材料、粘结剂间作用机理,设计规整可控的界面结构,引入功能性高分子,并拓展含能材料用表面功能化材料种类。     

C/C复合材料与镍基高温合金连接接头断裂机制的研究

C/C复合材料与镍基高温合金的连接构件在航空、航天和军工等领域具有很重要的应用前景,利用真空热压工艺成功实现C/C复合材料与镍基高温合金之间的有效连接,并借助SEM、EDS和材料万能试验机,对连接接头的断面及断裂过程进行研究。结果表明:连接中间层可视为特殊的复合材料,接头的断裂模式应为积聚型断裂;而影响接头断裂主要因素则是连接面内各部分材料之间的热膨胀系数的不匹配。     

高强高韧镁合金的研发和应用取得新进展

中科院长春应用化学研究所与多家公司合作,在"高强高韧镁合金的研发和应用"方面取得新进展,研究成果荣获2013年吉林省技术发明奖一等奖。镁因其重量轻、可回收利用等优点,被誉为21世纪的绿色工程材料。但由于其强度不足,耐热、抗蠕变和高温服役性能差,制约了镁合金部件在航空航天和汽车工业上的大规模应用。研发有自主知识产权的高性能镁合金,对于扩大镁合金的应用、提高中国汽     

金属铸造技术动向

<正> 高温回火球墨铸铁被称为八十年代初露锋芒的铸造技术。有充足的证据证实这个判断。然而本年度的预测指出,还有另外两种技术与之并驾齐驱:一种是材料——用途广泛的锌铝合金;另一种是工艺——通过热等静压处理增强铸件的性能,提高其级别。 保护气氛炉公司指出:用高温回火球铁生产部件很经济,在竞争日趋剧烈的世界市场中是极有吸引力的。与一般球铁相比,至少其性能的提高就是很吸引人的。 据东方合金公司报道:锌铝合金技术的进展之一,就在于最近把ZA-8合金的热压     

高速导弹与空间系统应用材料

为了提高飞行马赫数为4.5或更高的先进高速导弹弹体的性能,需要研制在高温下仍能保持其性能的轻质材料。对导弹系统而言,如果其工作温度超过了钛合金的承温能力,弹体的设计者就只好用合金或镍合金作为主要结构材料。只有一些内装件,如燃料箱、致动装置及电子系统等,限定使用高效蜂窝或夹芯结构部件。因此,当导弹的飞行包线扩展到使其表面温度超过594℃的工作环境时,会使导弹的质量大大增加。因此,成功地研制出新型轻质耐高温结构材料,对减轻高速导弹的质量、提高其性能具有显著效果。     

炸药粒子的设计技术

推进剂、塑料粘结炸药(PBX)是由含能材料粒子填充粘结剂形成的高能高填充复合材料,材料的力学性能、安全性能不仅受粘结剂的影响,而且很大程度上受含能材料的粒子形态的影响.通常在意外刺激下含能材料发生反应是由材料中炸药粒子的内部缺陷、孔洞、包容物、位错及粒子与粘结剂的脱粘等处形成热点引起的.本文重点介绍了炸药粒子的内部缺陷、晶体质量、晶体密度等因素对炸药安全性能的影响.通常讲,具有更少的晶体缺陷,更光滑的外形、更高的晶体密度,则有利于降低炸药的感度,提高安全性.在炸药粒子的制造过程中除必须考虑其晶型外,炸药粒子的大小及其分布、粒子的形状、粒子的内部质量是炸药粒子设计的主要内容.在炸药粒子制备技术中,结晶技术和超临界流体重结晶技术是控制炸药粒子晶体的形状与结构的最主要的方法,通过控制过饱和度和冷却速率,选择合适的溶剂,不仅可以降低粒子内部的包容物和晶体缺陷,而且可以获得所需形状的炸药粒子.同时还介绍了一些常用的可有效表征炸药粒子内部质量的方法.     

航天器多舱段多组件结构系统整体式拓扑布局优化设计

基于多组件结构系统的拓扑布局优化设计方法,研究了同时含有部件布局、组件布局、主体结构构型和部件结构构型4类设计变量的某舱段结构系统的拓扑布局协同优化设计。采用多点约束技术(Multi-point Constraints,MPC)模拟部件、组件、支撑结构之间的刚性连接,基于有限包络圆方法(Finite Circle Method,FCM),提出处理组件干涉约束的罚函数方法,构造了包含结构刚度和组件几何干涉约束的罚函数,考虑系统的质心位置约束,应用基于梯度的优化算法对包含数百个干涉约束的舱段结构系统进行拓扑布局优化设计。得到了部件、组件的空间合理布局,获得了主体结构和部件结构的材料布局,体现了拓扑布局优化设计方法在复杂结构系统设计中的能力。