电沉积工艺参数对Ni-TiN纳米复合镀层粒子复合量的影响

采用超声波辅助脉冲电沉积方法,在40Cr钢表面制备Ni-Ti N纳米复合镀层,研究工艺参数对其粒子复合量的影响,并用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对镀层的显微组织结构进行测试。结果表明:随着镀液中Ti N粒子浓度、阴极电流密度、超声波功率的增加,Ni-Ti N纳米复合镀层中的Ti N粒子复合量均呈先增加后减小的趋势;当Ti N粒子浓度为30 g/L、阴极电流密度为4 A/dm2、超声波功率为200 W时,Ni-Ti N纳米复合镀层表面粗糙程度较小、晶粒较为细致、组织均匀度较好,且Ti N粒子复合量达到最大值,为4.5%。     

超声波电沉积参数对Ni-SiC微铸件表面形貌的影响

采用超声波电沉积复合作用的方法,制得Ni-SiC微铸件。利用扫描电镜观察和分析超声波电沉积作用参数(电流密度、超声波功率以及脉冲电流类型)对Ni-SiC微铸件表面形貌的影响。结果表明,电流密度、超声波功率和脉冲电流类型对Ni-SiC微铸件的表面形貌有较大影响。采用较高电流密度制备微铸件时,其表面平整,致密性好,胞状物数量较少。当超声波功率为300 W时,微铸件表面平整度好,SiC粒子较均匀地分散在微铸件表面,且没有明显的团聚现象。采用正负脉冲电流制备的微铸件,表面致密度、平整度较好。     

占空比对脉冲电沉积Ni-AlN镀层摩擦学性能的影响

采用脉冲电沉积方法在45#钢表面制备Ni-Al N镀层。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机及摩擦因数测定仪研究Ni-Al N镀层显微硬度、磨损量及摩擦因数,并利用扫描电镜(SEM)观察Ni-Al N镀层磨损表面形貌。结果表明,当脉冲占空比为50%,Ni-Al N镀层显微硬度达到最大值808HV,磨损率达到最小值0.104%,摩擦因数达到最小值0.33。镀层表面划痕较浅,且黏着磨损现象较轻。     

基于AR模型的Ni-SiC镀层磨损量预测研究

采用脉冲-电沉积方法在T8钢表面制备Ni-Si C镀层,利用扫描电镜(SEM)、XRD衍射仪和磨损试验机对Ni-Si C镀层的表面形貌、组分及其磨损性能进行分析,并利用AR模型对Ni-Si C镀层的磨损量进行预测。结果表明:当脉冲占空比为40%时,采用脉冲电沉积法制备Ni-Si C镀层的表面粗糙度较小、晶粒细小、组织较均匀;经XRD分析,证实Ni-Si C镀层中Si元素的存在;AR模型能够较好的对Ni-Si C镀层磨损量进行预测,预测结果相对误差的最大值仅为3.7%。     

PTFE/Al反应多层膜的制备及力学性能

以铝(Al)为可燃物质,聚四氟乙烯(PTFE)为氧化剂,利用射频磁控溅射法制备了不同厚度,交替沉积的PTFE/Al反应多层膜。采用原子力显微镜(AFM)、X-射线衍射仪(XRD)研究了溅射功率对薄膜表面形貌的影响规律,得到了PTFE/Al反应多层膜适宜的制备工艺,利用纳米压痕仪研究了PTFE/Al反应多层膜的力学性能。结果表明,当射频溅射功率分别为50 W和150 W时,制得的PTFE薄膜和Al薄膜的平均粗糙度与均方根粗糙度均较低。当PTFE/Al反应多层膜总厚度约为300 nm时,与相同厚度的纯PTFE膜和纯Al膜相比,PTFE/Al反应多层膜具有较高的硬度和弹性模量,分别为5.8 GPa和120.0 GPa。     

脉冲电镀Ni-SiC镀层及其表征

采用脉冲电镀的方法制得Ni-SiC镀层,研究电参数和热处理温度对Ni-SiC镀层表面形貌、显微硬度及结合力的影响。结果表明：在适宜的脉冲电流作用下,镀层组织得到进一步细化,镀层中的SiC颗粒含量增加,从而获得细密、平整的镀层;热处理温度对Ni-SiC镀层的显微硬度和结合力有较大影响,当热处理温度为300 ℃,脉冲电镀制备的3种镀层显微硬度达到最大值,分别为880HV,903HV,896HV;镀层的结合力达到最大值,分别为76,78,77 N。     

电沉积方法对Ni-ZrO2复合镀层结构与性能的影响

分别采用机械搅拌-直流电沉积方法、机械搅拌-脉冲电沉积方法和超声波振荡-脉冲电沉积方法制备Ni-ZrO_2复合镀层,利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪表征复合镀层的表面形貌和晶相结构,利用显微硬度计和摩擦磨损试验机检测复合镀层的显微硬度和耐磨性。结果表明:与机械搅拌-直流电沉积和机械搅拌-脉冲电沉积的复合镀层相比,超声波振荡-脉冲电沉积的复合镀层表面平整、致密,晶粒细小,平均晶粒尺寸为(50~100)nm;择优取向发生改变,在(220)晶面呈择优取向,而非(200)晶面;显微硬度明显提高,接近600HV;耐磨性改善,磨损形式为轻微磨粒磨损,磨损量降低,仅为2.29 mg。     

RDX杂质对HMX性能影响的分子动力学研究

为了研究奥克托今(HMX)制备过程中产生的黑索今(RDX)杂质对HMX性能的影响,分别建立了掺杂率为4.17%、8.33%、12.50%和16.67%的四种HMX模型。采用分子动力学方法,计算得到了不同模型的键连双原子作用能、内聚能密度、溶度参数、爆轰参数与力学参数,并与纯HMX相关性能参数进行了比较,结果表明,RDX掺杂缺陷导致炸药的键连双原子作用能和内聚能密度减小,减小幅度分别为9.53～36.36 kJ·mol~(-1),0.028～0.135 kJ·cm~(-3);受RDX掺杂缺陷的影响,HMX与氟橡胶(F_(2311))的溶度参数的差值减小,减小幅度为0.51～2.32 J1/2·cm~(-3/2),其密度、爆速和爆压减小幅度分别为1.12%～5.59%、0.84%～4.19%和2.27%～11.14%,爆热略有轻微上升,可忽略;RDX掺杂缺陷还导致HMX的弹性模量、体积模量和剪切模量降低,而柯西压以及体积模量与剪切模量的比值上升,其变化幅度分别为1.04～3.63 GPa、0.58～1.73 GPa、0.42～1.45 GPa、0.35～2.69 GPa和0.11～0.64。这说明,随着RDX掺杂缺陷浓度增大,HMX炸药的安全性能降低、爆轰性能下降、力学性能变差、与F_(2311)的相容性变好。     

DNTF/PDMS/NC基含能油墨制备与性能

为获得与喷墨打印技术兼容且在微尺度下稳定爆轰的全溶型炸药油墨,设计了以3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)为主体炸药,聚二甲基硅氧烷(PDMS)和硝化纤维素(NC)为复合黏结体系的含能油墨。使用粘度计、电子密度仪和高速摄影仪等设备,探究了含能油墨流变特性和可打印性,采用扫描电子显微镜、纳米压痕仪及BAM撞击感度测试仪等仪器,表征了喷墨沉积样品微观形貌、力学性能和安全性能。结果表明：DNTF基含能油墨与喷墨打印技术兼容性良好,复合黏结体系能够将炸药颗粒紧密黏结。制得样品DNTF基复合物最大弹性模量达到6.438 GPa;其撞击感度和摩擦感度能量较于原料DNTF分别提升了6.5 J和24 N;在长100 mm、宽1 mm及深度1 mm的沟槽中爆速达到了7927 m·s^-1。     

HNIW/FOX-7基高能低易损性PBX的老化性能

为研究炸药老化后对武器可靠性和安全性的影响,按照GJB736.8-90火工品试验方法71℃试验法对HNIW/FOX-7基高能低易损性压装PBX进行了7、14、21 d以及28 d的老化试验。对老化前后PBX造型粉的表观形貌和热分解性能进行了表征,且对造型粉进行了FTIR和XRD测试,测定了PBX药柱老化前后的尺寸和质量变化率及力学性能变化。结果表明,老化后HNIW/FOX-7基PBX药柱仍有效,质量变化率和尺寸变化率均小于1%,符合美军标MIL-STD-1751的评价标准;老化PBX造型粉表面形貌随着老化时间增加,裂纹增多,不平整;但PBX造型粉的分子结构和晶型未改变;随着老化时间的增加,其活化能下降都不超过10%,具有较好的热稳定性;老化7、14、21 d以及28 d后HNIW基PBX的抗压强度(σ_c)分别增加3.18、3.40、3.67 MPa和3.79 MPa,弹性模量(E)分别增加0.65、0.79、0.91 GPa和0.96 GPa,σ_c、E的变化率与老化时间成正相关,经老化试验后PBX药柱的抗压强度增加。     

SiC_W/Al_2O_3陶瓷复合材料的力学性能与增韧机理

研究了热压烧结SiC晶须(SiC_W)增韧Al_2O_3~-陶瓷复合材料的力学性能及增韧机理。结果表明:复合材料的维氏硬度,抗弯强度,断裂韧性及弹性模量均比纯Al_2O_3~-陶瓷有明显的提高,而且随着SiC_W含量的增加均连续提高。当SiC_W加入量达30vol％时,维氏硬度,抗弯强度,断裂韧性及弹性模量分别由基体的14.6GPa,235MPa,4.7MPam~(1/2)和401GPa提高到18.7GPa,634MPa,8.0MPa·m(?)和454GPa。弯曲断口形貌及裂纹扩展途径观察结果表明:晶须拔出桥接与裂纹偏转是主要的补强增韧机制。     

MIT研制的高强韧纤维

正美国麻省理工学院使用新型凝胶纺丝工艺制出更细的纤维,使其创造出比凯夫拉和Dyneema更强韧的材料。用这种工艺制造出的高强韧超细聚乙烯纤维直径小于1μm。亚微米纤维的平均弹性模量、屈服强度和韧性分别为(73±13)GPa、(3.5±0.6)GPa、     

磁力搅拌-脉冲电沉积Ni-P-SiC镀层制备工艺研究

采用磁力搅拌-脉冲电沉积法在45钢表面制备Ni-P-SiC镀层。采用正交试验法优化Ni-P-SiC镀层的制备工艺,利用扫描电镜(SEM)和磨损试验机进行Ni-P-SiC镀层表面形貌及耐磨性能分析。结果表明,磁力搅拌-脉冲电沉积复合制备Ni-P-SiC镀层的最佳工艺为:磁力搅拌速率200r/min,脉冲占空比2∶1,脉冲电流密度4A/dm2,SiC粒子的质量浓度6g/L。1号试样的磨损较严重,磨损量为5.1mg;6号试样的磨损则较轻,磨损量为2.7mg。     

基于Voronoi细观数值模型预测PBX的有效弹性模量

为探讨高聚物粘接炸药(PBX)细观结构对其有效弹性模量的影响,采用有限元方法分析对比了六边形颗粒、不同分布形式的圆形颗粒、基于Voronoi方法建立的不规则多边形颗粒等细观数值模型。结果表明,颗粒形貌和分布对PBX的有效模量影响显著。Voronoi细观数值模型不仅可以实现PBX材料颗粒的高填充度(85%),也可以通过不规则多边形颗粒更好地刻画PBX的细观结构,其杨氏模量预测结果为1.41 GPa,与实验值接近;杨氏模量、体积模量、剪切模量随颗粒含量增加近似指数上升,而泊松比随颗粒含量的增加快速下降。     

高强度CL-20/HTPE基微尺度传爆药的打印成型及性能表征

为了研制出力学性能优异的微机电系统（MEMS）火工品用微尺度传爆药,以六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）为主体炸药,以端羟基聚醚（HTPE）/硝化纤维素（NC）为复合黏结体系,以乙酸乙酯为共溶剂,加入一定量的甲苯二异氰酸酯（TDI）设计出一种全溶式炸药油墨,利用喷墨打印技术实现了高精度装药成型,利用异氰酸根与羟基的交联反应实现了微装药力学性能增强。采用电子密度仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、X射线衍射仪、纳米压痕仪分别对打印样品的密度、微观形貌、热安定性、炸药晶型和力学性能进行了表征。结果表明,打印样品实测密度为1.70 g·cm^-3,可达最大理论密度的88.54%,打印样品中CL-20由ε晶型转变为β晶型,其热分解表观活化能为173.00 kJ·mol^-1,比原料CL-20提升了13.17 kJ·mol^-1。打印样品弹性模量可高达10.47 GPa,硬度为0.22 GPa,展现了良好的力学性能。喷墨打印装药具有良好的传爆能力,临界爆轰尺寸和爆速分别为1 mm×0.18 mm和8054 m·s^-1。     

BP神经网络预测脉冲电沉积Cu-SiC镀层镀速的研究

采用脉冲电沉积在A3钢表面制备Cu-SiC镀层。采用BP网络模型对脉冲电沉积Cu-SiC镀层的镀速进行预测研究。结果表明：本BP模型为3×9×1型神经网络模型,预测值与试验值曲线吻合较好;其相对误差较小,最大误差为2.7%,其相关系数为0.999,能较好地预测脉冲电沉积Cu-SiC镀层的镀速。     

脉冲电沉积工艺参数对Ni-SiC复合镀层性能的影响

采用脉冲电沉积的方法,在20钢表面制备Ni-SiC复合镀层。利用显微硬度计和摩擦磨损试验机研究工艺参数对Ni-SiC复合镀层性能的影响规律,利用扫描电镜观察Ni-SiC复合镀层的表面形貌。结果表明,SiC粒子浓度、阴极电流密度、占空比等工艺参数对Ni-SiC复合镀层的性能和表面形貌有很大影响。当SiC质量浓度为8 g/L、电流密度为4 A/dm2、占空比为10%时,Ni-SiC复合镀层表面的颗粒相对较小,致密性好,镀层中大量均布着小颗粒的SiC粒子。     

BP神经网络预测脉冲电沉积Cu-SiC镀层镀速的研究

采用脉冲电沉积在A3钢表面制备Cu-SiC镀层,采用BP网络模型对脉冲电沉积Cu-SiC镀层的镀速进行预测研究。结果表明:本BP模型为3×9×1型神经网络模型,预测值与试验值曲线吻合较好;其相对误差较小,最大误差为2.7%,其相关系数为0.999,能较好地预测脉冲电沉积Cu-SiC镀层的镀速。     

热处理对Ni-SiC镀层表面形貌和性能的影响

采用直流电镀、脉冲电镀和超声波-脉冲电镀方法制备Ni-SiC镀层,研究热处理温度对Ni-SiC镀层表面形貌、显微硬度以及电化学腐蚀性能的影响。结果表明：经过200 ℃的热处理后,超声波-脉冲电镀法获得的镀层,其金属晶粒最细密,镀层表面更加光滑;热处理温度在300 ℃,直流电镀法、脉冲电镀法和超声波-脉冲电镀法制备的镀层显微硬度达到最大值,分别为884HV,902HV,915HV;超声波-脉冲电镀法制备的Ni-SiC镀层耐腐蚀性能最好,而直流电镀法制备的镀层耐腐蚀性能最差。     

工程陶瓷微爆轰弧加工过程的观察与分析

建立了微爆轰弧加工(MDAM)实验系统,对工程陶瓷MDAM过程进行观察及分析.通过运用高速摄像和电流信号测量技术手段,对微爆轰弧的外观形态及工作电流对其影响进行了分析,对Si3N4和Al2O3两种材料的轰击蚀坑形成过程进行了高速摄像观察,并利用扫描电镜(SEM)观察了轰击蚀坑的表面及截面形貌.结果表明,微爆轰弧的直径随...