SiC/GFRP叠层复合装甲旋转超声孔加工轴向力与制孔质量研究

SiC/GFRP叠层复合装甲成型后具有高强度、高硬度、高韧性、高黏性等特点,孔加工极为困难,易出现叠层界面失效、陶瓷崩边、纤维撕裂等损伤。采用新型烧结/钎焊复合工艺薄壁金刚石套料钻,结合旋转超声振动辅助孔加工技术,建立了单颗磨粒的运动学模型,超声振动套孔加工时套料钻与工件周期性地接触分离,其断续切削特性有利于减小轴向力。对SiC/GFRP叠层复合装甲进行制孔试验,分析常规加工和超声辅助加工轴向力的变化规律和制孔质量。研究结果表明,相比于常规套磨加工,超声辅助套磨加工轴向力显著减小,降幅最大达31.8%;超声加工入孔叠层界面处粘结紧密,未出现陶瓷崩碎严重的现象;有效避免了常规加工出孔处不规则隆起和隆起高度较大的缺陷,隆起高度降幅最大达61.03%,显著改善了钻削出孔表面质量,降低了出孔损伤程度,为SiC/GFRP叠层复合装甲的高效低损伤连续孔加工提供了理论参考。     

纳米相增强铝基复合材料制备技术的研究进展

综述了纳米相增强铝基复合材料制备技术的国内外研究现状,对原位反应合成法、快速凝固工艺、大塑性变形法、高能球磨法、溅射法、溶胶-凝胶法6大类制备工艺方法的机理、特点、适用范围和现阶段开发程度,以及由这些制备工艺所开发出的新材料的优异的力学、物理、化学性能进行了分析,并综合评价了各种工艺方法的优缺点。在指出纳米相增强铝基复合材料制备技术应用现状的基础上,探讨了制备技术未来的发展趋势。     

各种纤维强化铝合金复合材料的制造技术

介绍了一些碳纤维的生产方法、碳纤维在与铝基材料复合前的预处理,基体与纤维的复合固结(一般用热压、真空铸造)等技术,还介绍了轧制法、HIP法等复合工艺及不同工艺纤维复合材料的各种机械性能。除碳纤维外,又介绍了SiC纤维及Si-Ti-C-O纤维等。     

铝合金表面处理对玻璃纤维-铝合金叠层板性能的影响

对铝合金表面经化学法、机械-化学法或化学-阳极氧化法预处理后,再经铺设玻璃纤维布、浸渍环氧树脂、静置固化等过程,获得玻璃纤维-铝合金叠层板;观察分析了铝合金表面和叠层板界面微观形貌,并测试叠层板力学特性。结果表明:3种预处理方法相比较,铝合金表面微孔孔径依次增大、孔数依次增多、分布依次更均匀;化学-阳极氧化法处理的铝合金制备的叠层板界面缺陷少、力学特性好。     

等离子喷涂 ZrO2基纳米涂层研究进展

ZrO2基纳米涂层具有低的气孔率、高的硬度和结合强度值,具有较低的热导率和较好的抗热冲击能力,且工艺成本低于电子束物理气相沉积,具有良好的应用前景;综述了近年来国内外纳米 ZrO2基陶瓷涂层的制备工艺方法,主要包括纳米粉体等离子喷涂工艺、液相等离子喷涂工艺以及等离子喷涂－物理气相沉积工艺等,综述了涂层稳定掺杂剂研究现状以及涂层后处理工艺等研究进展,对研究和应用前景进行了展望。     

六硝基六氮杂异伍兹烷包覆钝感的探索

采用挤出造粒法、溶液悬浮法、水悬浮法三种不同的工艺,选用不同的包覆材料,如氟橡胶和丁腈橡胶,对ｇ-HNIW进行了包覆,并对包覆样品进行了扫描电镜分析和机械撞击感度测试,考察了其钝感效果及包覆工艺对样品机械撞击感度的影响。通过比较,溶液悬浮法、水悬浮法工艺制备的样品机械撞击感度要比挤出造粒法的低。在所选材料中,氟橡胶F-5作为粘结剂,采用水悬浮法工艺制备得到的以HNIW为基的混合炸药的机械撞击感度最低,特性落高值为42．5cm。     

表面处理对镁合金及其复合材料性能的影响

用扫描电镜、动态接触角测量仪、拉压试验机等,对不同表面处理镁合金的表面形貌和特性、玻璃纤维增强树脂/镁合金叠层板(GFRR/Mg)的界面形貌和力学性能进行分析.结果表明:表面处理可提高镁合金表面能和GFRR/Mg叠层板的力学性能.经磷酸盐处理和高锰酸盐处理后,镁合金的表面能分别为85.97 mJ/m2和92.04 mJ/m2,比打磨处理增加了53.7％和64.6％,表面润湿性明显改善.磷酸盐和高锰酸盐处理镁合金制备的GFRR/Mg叠层板界面结合良好,抗拉强度和弯曲强度比打磨处理的GFRR/Mg叠层板稍高.     

钻削工艺对复合材料/金属叠层板孔质量的影响

采用整体硬质合金麻花钻对碳纤维复合材料/钛合金叠层板进行钻削试验,研究不同加工工艺下碳纤维复合材料层的孔径误差、孔入口撕裂因子、孔壁表面粗糙度、孔出口烧伤以及碳纤维复合材料孔壁形貌。结果表明,啄式钻削工艺下的钛合金切屑排出更顺畅,避免钛合金切屑对孔的二次伤害。对比3种工艺,变加工参数啄式钻削工艺下的碳纤维复合材料层的孔径误差更小,孔入口处的撕裂因子趋于稳定值且小于1.05,孔壁表面粗糙度更小,孔出口没有明显烧伤。     

用压力渗透法制备铝基复合材料

介绍了用压力渗透法制备铝基复合材料的工艺过程,包括陶瓷纤维的预处理,预制型的制做复合工艺等,并对复合材料的显微组织进行观察、分析。结果表明,纤维对复合材料组织有很大影响。     

氟聚物基活性材料释能及毁伤特性研究进展

氟聚物基活性材料是一种具有冲击反应释能特性的新型材料,在军事领域具有广泛的应用前景。为掌握氟聚物基活性材料的释能与毁伤特性,推进其在高效毁伤战斗部中的应用,研究梳理了氟聚物基活性材料冲击释能反应行为以及引燃引爆、侵爆耦合毁伤效应的研究现状,着重介绍了分离式霍普金森压杆实验、准密闭弹道实验和爆炸加载实验等在释能特性方面的研究进展;毁伤特性方面整理了反应弹丸、破片及反应射流的相关研究进展,重点说明了氟聚物基活性材料在聚能装药中的应用设计和反应射流成型的研究成果,及相关的反应模型和数值仿真的研究。在此基础上,讨论了未来研究方向：建立系统性反应模型与仿真方法;通过配方、工艺等参数对其性能进行调控;释能反应观测表征技术的创新与探索以及工程应用设计等。     

镁合金热喷涂Al_2O_3纳米陶瓷涂层性能研究

采用氧乙炔火焰喷涂技术,在镁合金AZ31B表面制备Al2O3纳米陶瓷涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析复合陶瓷涂层的组成及组织形貌,并对其热震性能、致密性、耐磨性和耐蚀性进行测试。结果表明,热喷涂纳米陶瓷涂层中有AlTi3、Al2TiO5等新相生成,组织更为致密,颗粒熔化程度较高,涂层热震性能、致密性、耐磨性和耐蚀性明显优于热喷涂微米陶瓷涂层。热喷涂纳米陶瓷涂层热震次数可达40次,说明涂层结合强度较高,清漆封孔后,孔隙率为0,致密性和耐蚀性都达到最好。     

TC复合弹对多层A3钢靶穿甲效应的试验与仿真

为提高弹丸的侵彻威力,在30 mm制式弹弹头部采用增韧TC材料,并与制式弹进行对比,采用DOP试验方法,对2种不同结构弹丸侵彻多层A3钢靶的试验结果进行分析研究。运用冲击动力学理论公式,计算TC复合弹和制式弹在冲击接触钢板瞬间的冲击压力并进行对比。重点分析对比弹头结构、材料对多层A3钢靶的穿甲效应的影响。在相同条件下,对制式弹和TC复合弹对A3钢板的侵彻深度、孔径,以及侵彻后弹芯剩余质量进行了对比分析。运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对侵彻过程进行模拟仿真,并与试验结果对比。结合数值模拟的结果,分别从余速和弹芯剩余质量上进一步分析TC复合弹的侵彻能力。结果表明,TC弹头对弹芯的保护效果明显,为陶瓷材料应用于其他战斗部提供了依据。     

辐射技术在 SiC 陶瓷纤维材料研制中的应用

聚碳硅烷（ＰＣＳ）先驱体热解转化法，是合成ＳｉＣ陶瓷纤维材料的一种重要途径。先驱体的不融化处理（交联）则是保证陶瓷材料性能的关键因素，文中着重介绍了聚碳硅烷的辐射交联不融化处理技术的研究进展，并与热氧化交联法和过氧化物引发交联法作了比较，表明用辐射交联法能够实现产物的高纯度，有利于提高所得ＳｉＣ陶瓷纤维材料的耐热限和强度。     

Experimental Investigation on Active Cooling for Ceramic Matrix Composite

Compared with conventional materials, the active cooling ceramic matrix composite used in ramjet or scramjet makes their structures lighter in mass and better in performance. In this paper, an active and a passive cooling refractory composite specimens are designed and tested with an experimental facility composed of muhilayer smale scale cooling penel which consists of a water cooling system and a ceramic matrix composite specimen, and a gas generator used for providing lower and higher transfer rate gases to simulate the temperatures in combustion chamber of ramjst. The active cooling specimen can continuously suffer high surface temperature of 2 000 K for 30 s and that of 3 000 K for 9.3 s, respectively. The experiment results show that the active cooling composite structure is available for high-temperature condition in ramjet.     

SHS 陶瓷复合钢管技术的发展与应用

介绍了自蔓延高温合成陶瓷复合钢管技术的发展概况，用离心－ＳＨＳ法和非离心－ＳＨＳ法制备陶瓷复合钢管的原理和方法，分析了陶瓷复合钢管的应用前景。     

射流侵彻作用下陶瓷材料的性态与阻力

陶瓷材料由于抗压强度高,在射流侵彻过程中的强度效应不可忽略。考虑了陶瓷在射流高速侵彻下的强度参数,并在计算模型中考虑了陶瓷破碎对断裂射流的干扰因子,求出了射流着靶速度与破甲速度的关系曲线,与实验结果进行了比较,吻合较好。并分析了靶体强度参数对侵彻速度的影响。根据材料状态随撞击速度的变化规律,提出了在射流高速侵彻下判别陶瓷材料是否可以视为流体状态的判别准则。     

陶瓷厚度与约束对陶瓷复合靶抗弹性能的影响

为研究陶瓷厚度与三维约束对陶瓷复合靶抗中等口径弹丸侵彻性能的影响,设计了3种陶瓷复合靶,采用30 mm模型弹进行侵彻试验,得到了靶体破坏与弹丸侵蚀特征以及侵彻过程高速摄像图像;基于数值模拟,分析了陶瓷厚度和约束对靶体极限速度和抗弹机制的影响.当复合靶平面尺寸不大时,陶瓷厚度和约束是影响抗弹性能的重要因素,增加陶瓷厚度与三维约束能有效提高抗弹能力.     

基于陶瓷微粒的非致命战斗部作用方式研究

为了研究陶瓷微粒在炸药驱动下的强度性能和装药结构对炸药爆轰能量的影响,文中将以球形陶瓷微粒与TNT进行混合装药试验为基础,应用LS-DYNA程序,对一种新的战斗部作用方式进行仿真研究,并绘制了陶瓷微粒在炸药爆轰驱动下的速度变化曲线。结果表明,陶瓷的强度完全满足要求,该作用方式可以对爆轰能量进行有效控制,且模拟结果与试验数据有较好的一致性。     

陶瓷靶的多片组合效应分析

为了考查多片小尺寸陶瓷靶组合时抗弹性能的影响因素,文中采用光滑离子法对边长为20～80mm的多片陶瓷组合靶抗侵彻问题进行了数值模拟研究,分析了侵彻中陶瓷锥的大小随边长尺寸的变化以及对相邻靶板的影响.结果表明:陶瓷锥底面直径大小受面板边长尺寸影响较大,表现出递增的趋势,但到达一定尺寸后趋于不变.陶瓷板尺寸的大小直接影响着多片陶瓷组合靶的整体抗弹性能.     

低侵彻陶瓷枪弹对航空有机玻璃的侵彻性能分析

为了改善常规枪弹杀伤过剩,在9 mm手枪基础上使用陶瓷枪弹进行试验,研究了陶瓷枪弹侵彻航空玻璃,并进行了结果分析。运用LS_DYNA有限元软件,对不同速度的低侵彻陶瓷枪弹侵彻航空有机玻璃进行数值模拟,对比弹头的破碎效果和对航空有机玻璃的毁伤效果,分析低侵彻陶瓷枪弹的破碎性能和对航空有机玻璃的侵彻威力。研究结果表明:低侵彻陶瓷枪弹具有良好的破碎性能,速度对低侵彻陶瓷枪弹侵彻航空有机玻璃的毁伤效果影响很大,存在充分发挥低侵彻陶瓷枪弹能力的速度区间。