冷喷多尺度WC-Co金属陶瓷涂层结构与性能研究

以团聚烧结工艺制备的多尺度WC鄄12Co、WC鄄10Co鄄4Cr 和WC鄄17Co 粉末为原料,利用冷喷涂沉积多尺度WC鄄Co 金属陶瓷涂层,研究了涂层的组织和相结构,测定了涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性,并通过销鄄盘磨损实验测定了涂层的耐磨损性能。结果表明:3 种冷喷多尺度WC鄄Co 金属陶瓷涂层组织均比较致密,涂层保持与原始粉末相同的相结构,粘结相Co 由于强烈塑性变形发生了部分同素异构转变,涂层组织无传统层状结构,WC 颗粒呈现微米、亚微米及纳米多尺度分布特征;随着喷涂粉末中粘结相含量的增加,涂层硬度和弹性模量降低、断裂韧性增加,其磨损失重有所增加;涂层磨损失效机理主要为磨粒对涂层的切削作用。     

新型轻合金结构材料在航天运载器上的应用与分析(上)

铝锂合金是下一代运载火箭和航天飞行器的重要轻合金结构材料，美、俄两国在航空航天飞行器上有２０年多年的使用经验。本文综述两国这种合金的发展、技术和应用情况，并分析比较了成功的原因和现状。     

新型轻合金结构材料在航天运载器上的应用与分析(下)

铝锂合金是下一代运载火箭和航天飞行器的重要轻合金结构材料,美、俄两国在航空航天飞行器上有２０多年的使用经验。综述了两国合金技术的发展、技术和应用情况,并分析比较了成功的原因和现状。     

低碳钢表面合金强化层组织及性能的研究

利用双层辉光离子渗金属技术，在Q235钢表面进行Mo- Cr共渗，随后进行超饱和渗碳、淬火及回火复合处理。表面合金化层厚度达100 μm以上，表面Mo含量20%以上，Cr含量10%左右。超饱和渗碳表面含碳量在2.0%以上。在M-200磨损试验机上试验，摩擦因数平均为0.1，平均相对耐磨性是GCr15渗碳淬火钢的2.25倍。在箱式炉中690℃回火4h，表面平均硬度595 HVo．025，有较好的抗高温软化能力。     

采用广义散射矩阵理论分析多层周期结构的电磁散射

广义散射矩阵理论（GSM）基于谱域矩量法,首先将结构剖分成多个独立的个体层,应用谱域法分别计算个体层的散射矩阵,应用网络级联理论得到总的散射参量,用于分析结构的反射和传输特性.文中给出了若干结构的仿真算例,并与其他方法所得结果进行对比,以验证该方法的有效性.     

多层复合结构抗侵彻性能研究

文中研究了多层复合结构抗侵彻性能.采用Dyna-3D非线性有限元软件对多层复合结构抗侵彻破坏进行动态数值模拟,同时利用侵彻效应的主要相似准则,进行缩比模型试验.研究结果表明多层材料的优化组合有较好的抗侵彻性能.     

热处理对超音速火焰喷涂WC涂层微观结构及性能的影响

利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、冲蚀试验机等手段研究不同温度退火热处理对超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的微观结构、显微硬度、结合强度、耐磨性能等的影响。结果表明:当退火热处理温度低于450℃时,涂层的相组织结构未发生明显改变,显微硬度及耐干摩擦磨损性能随着热处理温度的升高而提高,并在450℃时出现峰值;当热处理温度高于450℃时,随着热处理温度的升高,涂层中WC、Co、Cr相的含量逐渐降低,大部分转化为CoWO_4、Cr_2O_5、C_6WO_6等氧化物相,涂层的孔隙率明显升高,耐泥沙冲蚀性能明显降低;当热处理温度升高到600℃以上时,涂层的结合强度开始降低;当热处理温度为850℃时,涂层整体剥落。     

分层结构PELE侵彻多层间隔靶横向效应实验研究

为了研究不同弹丸结构和壳体材料对PELE横向效应的影响,通过实验方法,对比研究了常规结构、轴向分层结构和径向分层结构PELE(壳体材料均为钨合金)对多层间隔金属靶的毁伤效果。研究结果表明:轴向和径向分层结构PELE产生的破片数量较常规结构PELE分别提高了5.3%和84.2%,且其对第2层靶板的开孔尺寸分别提升了23%和16%,但是它们无法对后续靶板继续形成高效毁伤; 故此,将分层结构PELE的壳体材料换成钨丝/锆基非晶复合材料,做进一步实验研究。实验结果发现:钨丝/锆基非晶复合材料的分层结构PELE对第2层靶板的开孔尺寸下降约10%,但是,对第3层、第4层靶板的破坏尺寸提升分别约90%～140%和25%～30%。结果表明:钨丝/锆基非晶复合材料与分层结构PELE相结合,可提升对多层间隔靶板的高效毁伤。     

表面改性空心微珠吸波涂层的制备及其吸波性能研究

为了研制低密度、低成本和高吸波性能的电磁波吸收材料,运用高压液相氢还原工艺对空心微珠粉体进行表面镀镍改性处理,并制备了表面改性空心微珠吸波涂层。经表面测试分析证明,表面改性后的空心微珠粉体表面形成了较好结晶程度的镍改性层,且随镀镍量的增加表面镍包覆层逐渐趋于完整。研究了表面改性空心微珠吸波涂层在8~18 GHz范围内的吸波性能,重点考察了镀镍量、粉体含量和涂层厚度对表面改性空心微珠涂层吸波性能的影响。研究结果表明:表面改性空心微珠粉体的镀镍量为50%,粉体含量为65%,涂层厚度为3 mm时涂层具有良好的吸波性能,最小反射率可达到-14.555 dB,对应的频率为9.817 GHz,小于-10 dB的吸收带宽为3.1 GHz.     

电火花沉积工艺参数对镍基合金强化层摩擦学性能的影响

为了制备优质的电火花合金强化层,提高强化层摩擦学性能,本文运用电火花沉积工艺,制备了镍基合金强化层,研究了沉积工艺参数对镍基合金强化层摩擦学性能的影响规律。研究结果表明：电参数、比强化时间和氩气流量对镍基合金强化层摩擦学性能产生重要影响;采用低输出电压匹配较高充放电电容量(110 v、300 μF)进行表面沉积,所制备的镍基合金强化层组织结构致密,耐磨性高;比强化时间为2.5 min/cm2时,保护气体氩气的流量应控制5 L/min左右,镍基合金强化层组织均匀致密,气孔率少,可降低摩擦系数,并显著提高强化层的耐磨损性能。镍基合金强化层的主要磨损机理是微观切削和微观断裂磨损。     

多层微波隐身材料反射系数的理论研究

研究了单层微波隐身材料反射系数趋于零的条件 ,即 μ =ε,以及存在的困难和解决的方向 .推导了双层和三层微波隐身材料反射系数的理论公式 ,讨论了双层微波隐身材料反射系数趋于零的条件、机理以及微观分子结构设计 ,以促进宏观与微观理论的统一     

一种基于精英策略非支配排序遗传算法-Ⅱ的多层吸波涂层结构设计方法

涂层结构设计是实现吸波涂层良好吸收性能的重要手段,利用计算机辅助进行结构设计成为研究趋势。针对当前涂层结构计算机辅助设计存在的运算效率低、优化目标单一、需人工干预等问题,构建了吸波涂层“宽、轻、薄、强”的多目标优化模型,设计了一种基于多目标遗传算法NSGA-Ⅱ的多层吸波涂层结构设计方法,给出了已知材料、已知涂层数下的最优涂层结构设计方案。经实际喷涂测试,采用3号和2号材料的双层吸波涂层经优化后的总厚度为0.6 mm,在18~18 GHz 波段的反射率均低于-8 dB. 试验验证表明,在保证一定预测冗余的情况下,该方法对雷达波吸收涂层的设计具有一定参考价值。     

复合结构弹头对多层靶的侵彻效能研究

为改善斜侵彻多层靶情况下弹丸的弹道稳定性,设计一种多层复合结构弹头.运用ansys/ls-dyna对复合结构弹头斜侵彻多层靶进行数值模拟,分析弹头结构不同材料组合对弹体剩余动能和弹道稳定性的影响.结果表明:在20°着角下,设计的多层结构弹头具有自砺性;2层和3层结构弹头在弹道稳定性和质量损耗上均明显优于制式弹;设计的多层结构弹头最优方案为2层合金钢结构弹头.该研究可为穿甲弹头结构设计以及小口径枪弹与多层靶的斜侵彻弹道分析提供参考.     

球形含能结构材料弹体超高速撞击多层薄钢靶的毁伤特性

为研究含能结构材料对多层薄钢靶的超高速毁伤特性,利用二级轻气炮开展了PTFE/Al基和Al基全金属两种含能结构材料超高速撞击多层钢靶的典型毁伤模式研究,得到了材料类型和侵彻速度对毁伤效应的影响。研究结果表明,相比于惰性金属材料,两种含能结构材料对多层薄钢靶均具有明显的靶后横向毁伤增强效应,能够对第二层靶板产生大破孔的毁伤效果,破孔孔径可达弹径的4倍以上。基于AUTODYN数值仿真软件开展了含能结构材料参数有效性验证和含能弹体不同侵彻速度下毁伤效果的数值仿真,结果显示J-C强度模型联合Lee-Tarver三项式点火反应模型和J-C强度模型联合Shock状态方程分别能够较好地描述PTFE/Al基和Al基全金属含能结构材料对多层薄钢靶的破孔毁伤特性。此外,材料释能机制的差异使得提高侵彻速度对提升PTFE/Al基含能结构材料的毁伤效果的作用有限,但能够明显提升Al基全金属含能结构材料对多层钢靶板的毁伤效果。