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沈陽泰恒通用科技有限公司公司以“著眼軌道交通設備,開發鈦合金應用技術”為發展理念,以鈦合金貨架,鈦合金螺絲,鈦合金絲為主打產品,公司先后與中國北車集團、南車集團旗下公司建立了良好的合作關系,并在車輛輕量化、替代進口產品等方面開展了廣泛的合作。

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軍事工業新材料綜述
發布時間:2018-12-11 15:29 來源:沈陽泰恒通用科技有限公司 閱讀:
新材料,又稱先進材料,是指近年來研究成功的、正在開發的、能夠滿足高技術要求的具有優良特性和功能的新材料。社會發展的基礎和導向,新材料是社會進步的里程碑。
    
     材料技術一直是世界各國科技發展規劃的重要領域。它與信息技術、生物技術和能源技術一起,被公認為是當今社會以及今后很長一段時期內覆蓋人類全局的高新技術。國防工業最重要的物質基礎,國防工業往往是新材料技術成果的優先使用者。新材料技術的研究開發對國防工業和武器裝備的發展起著決定性的作用。
    
     軍用新材料是新一代武器裝備的物質基礎,也是當今世界軍事領域的關鍵技術,軍用新材料技術用于軍事領域的新材料技術,是現代先進武器裝備的關鍵技術。d裝備,是軍事高新技術的重要組成部分,世界各國都十分重視新型軍事材料技術的發展。加快軍用新材料技術的發展是保持軍隊領導地位的重要前提。
    
     軍事新材料根據用途可分為結構材料和功能材料。主要用于航空工業、航天工業、武器工業和船舶工業。
    
     鋁合金一直是軍事工業中應用最廣泛的金屬結構材料,鋁合金具有密度低、強度高、加工性能好等特點。作為一種結構材料,由于其優良的加工性能,它可以制成各種截面的型材、管材和高肋板,以充分發揮材料的潛力,提高構件的剛度和強度。輕質輕質結構材料
    
     鋁合金主要用于制造航空工業的飛機蒙皮、隔板、長梁和珩磨。在航天工業中,鋁合金是運載火箭和航天器結構的重要材料。在武器領域,鋁合金已成功地用于步兵戰車和裝甲運輸車輛。近年來,榴彈炮的炮架也得到了發展,使用了大量的新型鋁合金材料。
    
     近年來,航空航天工業用鋁合金數量有所減少,但仍然是軍工的主要結構材料之一,追求高純度、高強度、高韌性和耐高溫性是鋁合金的發展趨勢。軍工用鋁合金主要有Al-Li合金、Al-Cu合金(2000系列)和Al-Zn-Mg合金(7000系列)。
    
     新型鋁鋰合金用于航空工業,預計飛機重量將減少8-15%。鋁鋰合金也將成為航天器和薄壁導彈殼體的候選結構材料,隨著航天工業的快速發展,鋁鋰合金的研究重點仍然是解決厚度方向韌性差和成本降低的問題。
    
     鎂合金作為最輕的工程金屬材料,具有比重輕、比強度和剛度高、阻尼和導熱性能好、電磁屏蔽能力強、減振性能好等一系列獨特的性能。航天、現代武器裝備等軍事領域的需要。
    
     鎂合金在軍事裝備中有著廣泛的應用,如坦克座骨架、車長鏡、槍長鏡、變速箱體、發動機濾清器座、進排氣管、空氣分配器座、油泵殼、水泵殼、油換熱器、濾油器殼、閥室c等。防空導彈的座艙段和副翼蒙皮、壁板、加強框架、舵板、隔斷框架等零部件,以及戰斗機、轟炸機、直升機、運輸機、航空器等航天器的零部件。機載雷達、地空導彈、運載火箭、人造衛星等。鎂合金具有重量輕、比強度和剛度好、減振性能好、電磁干擾大、屏蔽能力強等特點,能夠滿足要求。軍品減重、降噪、減震、防輻射等技術領域,在航天和國防建設中占有十分重要的地位。它是飛機、衛星、導彈、戰斗機、戰車等需要使用的關鍵結構材料。
    
     鈦合金具有高抗拉強度(441-1470MPa)、低密度(4.5gcm3)、優異的耐腐蝕性、耐高溫強度和在300-550℃下良好的低溫沖擊韌性,是一種理想的輕質結構材料,鈦合金具有超塑性。采用超塑性成形-擴散連接技術,可以制備出形狀復雜、尺寸精確、能耗和材料消耗少的合金制品。
    
     鈦合金在航空工業中的應用主要是制造飛機機身部件、起落架、支撐梁、發動機壓縮機盤、葉片和接頭等。1950年代初,一些軍用飛機開始使用工業純鈦制造隔熱板、尾蓋、減速板和機身的其他結構部件;鈦合金在飛機結構上的應用已擴展到襟翼滑動、承重隔板、起落架梁等主要受力結構;20世紀70年代以來,鈦合金在軍用飛機和起落架梁上得到應用。從戰斗機到大型軍用轟炸機和運輸機。它在F14和F15飛機上的消耗占結構重量的25%,在F100和TF39發動機上的消耗分別達到25%和33%。80年代以后,鈦合金材料和技術得到了進一步發展,B1B飛機也得到了進一步的發展,需要90402kg的鈦,在現有的航天鈦合金中,應用最廣泛的是a+b型多用途Ti-6Al-4V合金。近年來,在西方和俄羅斯已經開發出兩種新型鈦合金。它們是高強度、高韌性、可焊性和良好成形性的鈦合金和高溫、高強度和阻燃鈦合金。這兩種先進的鈦合金在未來的航天工業中具有良好的應用前景。
    
     隨著現代戰爭的發展,軍隊需要大功率、遠程、高精度、快速響應的多功能先進榴彈炮系統,新材料技術是先進榴彈炮系統的關鍵技術之一。炮塔、元器件和輕金屬裝甲車輛材料是武器發展的必然趨勢,鈦合金在動態防護的前提下,在軍用武器中得到了廣泛的應用,鈦合金不僅可以減輕155火炮制動器的重量,而且可以減小其變形。炮彈受重力的影響,可以有效提高射擊精度。主戰坦克和直升機-反坦克多用途導彈上的一些復雜零件可以用鈦合金制成,可以滿足產品的性能要求,還可以降低零件的加工成本。
    
     長期以來,鈦合金的制造成本高,極大地限制了鈦合金的應用。近年來,世界各國都在積極開發低成本的鈦合金,在降低成本的同時,也提高了鈦合金的性能。鈦合金的制造成本仍然較高。隨著鈦合金數量的增加,尋求更低的制造成本是鈦合金發展的必然趨勢。
    
     先進復合材料是具有比一般復合材料更高的綜合性能的新材料。包括樹脂基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料和碳基復合材料。先進復合材料具有比強度高、比模量高、耐燒蝕、耐腐蝕、耐核、耐粒子云、透波、吸波等一系列優點。它們是國防工業發展中最重要的工程材料。
    
     樹脂基復合材料具有成形性好、比強度高、比模量高、密度低、耐疲勞、吸震、耐化學腐蝕、介電性能好、導熱系數低等優點,在軍工領域得到了廣泛的應用。熱固性樹脂基復合材料是以各種熱固性樹脂和增強纖維為基體的復合材料,而熱塑性樹脂是線性聚合物化合物,可溶于溶劑,軟化、熔融成粘性液體。樹脂基復合材料具有綜合性能優異、制備工藝簡單、原料豐富等特點,在航空工業中,樹脂基復合材料主要用于制造飛機機翼、機身、鴨翼、平尾等。LS和發動機涵洞。在航空航天領域,樹脂基復合材料不僅是舵、雷達、進氣道的重要材料,而且是固體火箭發動機燃燒室隔熱殼體,可用于發動機。研制了耐濕性強、微波介電性能好、尺寸穩定性好的id樹脂復合材料。廣泛用于航空航天結構、飛機主次承重結構及天線罩的制造。
    
     金屬基復合材料具有比強度高、比模量高、高溫性能好、熱膨脹系數低、尺寸穩定性好、導熱性能好等優點,在軍事領域得到了廣泛的應用。在金屬基復合材料基體中。增強材料一般可分為三類:纖維、顆粒和晶須。顆粒增強鋁基復合材料已進入模型驗證。以F-16戰斗機為例,采用碳纖維增強鋁鎂基復合材料,具有比強度高、熱膨脹系數接近零、尺寸穩定性好等優點。它們已成功地用于制造人造衛星支架、L波段平面天線、空間望遠鏡、衛星拋物面天線等。具有良好的高溫性能和抗磨損特性,可用于制造火箭、導彈部件、紅外和激光制導系統。碳化硅纖維增強鈦基復合材料具有良好的高溫和抗氧化性能,是一種理想的高推重比發動機結構材料,已經進入現階段。在軍械工業領域,采用金屬基復合材料可以減輕戰斗部重量,提高大口徑尾翼穩定反直升機/反坦克多用途導彈固體發動機殼體穿甲彈載體的作戰能力。
    
     陶瓷基復合材料(Ceramic.composites,CMC)是以纖維、晶須或顆粒為增強材料,通過一定的復合工藝與陶瓷基體結合而成的復合材料??梢?,CMC是由陶瓷基體中的第二相組分組成的多相材料,克服了陶瓷材料固有的脆性,已成為材料科學研究中最活躍的領域之一。鋼的強度、高比強度、良好的熱機械性能和抗熱震性。陶瓷材料具有良好的高溫性能,但易碎,提高陶瓷材料脆性的方法有相變增韌、微裂紋增韌、disp陶瓷基復合材料主要用于制造航空燃氣輪機噴嘴閥。它們在提高發動機推力-重量比、降低燃油消耗等方面發揮著重要作用。
    
     碳-碳復合材料是由碳纖維增強劑和碳基體組成的復合材料,具有比強度高、抗熱震性好、抗燒蝕能力強、設計性能好等優點。碳復合材料與航天技術的苛刻要求密切相關,自上世紀80年代以來,碳-碳復合材料的研究已經進入了性能提高和應用拓展的階段,在軍事工業中,碳-碳復合材料的應用最為引人注目。ES是航天飛機的抗氧化碳碳鼻帽和機翼前緣。超音速飛機剎車片是碳碳制品中最大的一種,碳碳復合材料在航天領域主要用作燒蝕和熱結構材料。特別地,它們用作洲際導彈彈頭、固體火箭噴嘴和航天飛機機翼前緣的頂錐帽。目前,先進的碳-碳噴嘴材料的密度為1.87-1.97gcm 3,周向拉伸強度為75-115MPa。最近研制的遠程洲際導彈的端蓋是由碳-碳復合材料制成的。
    
     隨著現代航空技術的發展,飛機的裝載質量不斷提高,飛行和著陸速度不斷提高,對飛機的緊急制動提出了更高的要求。吸能性好,摩擦性能好。它們廣泛應用于高速軍用飛機制造剎車片。
    
     超高強度鋼是一種屈服強度和抗拉強度分別超過1200MPa和1400MPa的鋼。超高強度鋼廣泛用于制造火箭壓力容器和一些常規武器。飛機用鋼量有所減少,但飛機的關鍵軸承部件仍采用超高強度鋼制造。目前,國際上具有代表性的低合金超高強度鋼300M是典型的飛機起落架用鋼。高強度鋼D6AC是典型的固體火箭發動機殼體材料,在保證超高強度的同時,不斷提高其韌性和抗應力腐蝕性能是超高強度鋼的發展趨勢。
    
     高溫合金是航天動力系統的關鍵材料,在600~1200oC高溫下,高溫合金是一種能承受一定應力、具有抗氧化和抗腐蝕能力的合金。它是航空發動機渦輪盤的首選材料。高溫合金根據基體成分可分為鐵基合金、鎳基合金和鈷基合金。直到20世紀60年代,發動機渦輪盤都是由鍛造高溫合金制成的。典型品牌是A286和Inconel 718。20世紀70年代,GE公司用快速凝固的粉末Run95合金制造了CFM56發動機渦輪盤,大大提高了其推力比和溫度,自那時以來,粉末冶金渦輪盤得到了迅速發展,最近,通過噴射沉積RAP制造的高溫合金渦輪盤。與粉末高溫合金相比,美國的固態凝固工藝具有工藝簡單、成本低、鍛造加工性能好等優點。是一種極具發展潛力的制備技術。
    
     鎢的熔點是金屬中最高的。其突出的優點是熔點高,材料具有良好的高溫強度和耐腐蝕性,在軍事工業,特別是在武器制造業中表現出優異的性能,在武器工業中主要用于生產各種裝甲墩。鎢合金通過粉末預處理和大變形強化技術細化晶粒尺寸,延長晶粒取向,從而提高材料的強度、韌性和侵徹能力。W-Ni-Fe是125II裝甲π的鎢芯材料。我國研制的主戰坦克彈射彈。采用變壓坯燒結工藝。平均抗拉強度1200MPa,伸長率15%以上,技術指標2000m,可突破600mm厚的均質鋼盔甲。le坦克、中小口徑防空穿甲彈、超高速動能穿甲彈,使各種穿甲彈具有更強的破斷能力。
    
     金屬間化合物具有長程有序的超晶格結構,并保持著較強的金屬鍵合,使其具有許多特殊的物理化學性能和機械性能。近年來,國內外都在積極研究高溫結構材料。在軍事工業中,金屬間化合物已用于制造承受熱負荷的零件,如美國Puo公司生產的JT90燃氣輪機葉片,小型。美國空軍Ti-Al等制造航空發動機轉子葉片,俄羅斯采用Ti-Al金屬間化合物代替耐熱合金制造活塞頂,提高了發動機的性能。r為K18鎳基高溫合金,其比重大,起動慣性大,影響儲罐的加速性能。鈦鋁金屬間化合物及其復合輕質耐熱材料的應用可大大提高坦克的起動性能,提高戰場生存能力,金屬間化合物還可用于各種耐熱部件,減輕重量,提高可靠性和技術指標。
    
     陶瓷材料是世界上增長最快的高科技材料。結構陶瓷以其優異的耐高溫、低密度、耐磨、低熱膨脹等性能,在軍工領域具有廣闊的應用前景。
    
     近年來,國內外對軍用發動機結構陶瓷進行了廣泛的研究。例如,小型渦輪增壓器渦輪增壓器已被應用。在美國,活塞頂部鑲嵌有陶瓷板,大大提高了活塞的使用壽命,也提高了發動機的熱效率。在德國的排氣口內鑲有陶瓷部件,提高了排氣口的效率。國外紅外熱像儀微型斯特林制冷機的套筒和氣缸套采用陶瓷材料制成,使用壽命可達2000小時。導彈陀螺的動力由火藥氣體提供,但氣體中殘留的火藥對陀螺的損傷嚴重。為了消除氣體中的殘留物,提高導彈的命中精度,必須采用陶瓷材料,研究了適用于2000oC導彈推進劑氣體工作的陶瓷過濾材料。在渦輪增壓器渦輪增壓器、活塞頂和排氣口馬賽克發動機的馬賽克。目前,20-30mm機槍的射頻要求超過1200發每分鐘,使得槍管的燒蝕非常嚴重,陶瓷的高熔點和高溫化學穩定性可以有效地抑制。槍管的嚴重燒蝕。陶瓷材料具有很高的抗壓和抗蠕變性能。通過合理的設計,可使陶瓷保持三維壓縮狀態,克服其脆性,保證陶瓷內襯的安全使用。
    
     光電功能材料是指在光電子技術中,與光電子學結合起來傳輸和處理信息的材料。光電功能材料廣泛應用于軍事工業,碲化鎘汞和銻銦是紅外探測器的重要材料。硫化鋅、硒化鋅、砷化鎵主要用于飛機、導彈和地面武器紅外探測系統的窗、罩、整流罩的制作,氟化鎂具有透光率高、抗雨蝕、抗沖蝕能力強等特點。激光晶體和激光玻璃是高功率、高能固體激光器的材料。典型的激光材料有紅寶石晶體、摻釹釔鋁石榴石、半導體激光器等。
    
     對于一些過渡簇金屬、合金和金屬間化合物來說,由于它們特殊的晶格結構,氫原子很容易滲透到金屬晶格中四面體或八面體的間隙位置,形成金屬氫化物,稱為儲氫材料。
    
     在武器工業中,坦克車用鉛酸蓄電池容量低、自放電率高,需要頻繁地進行充電。此時,維護和操作十分不便,放電輸出功率容易受到電池壽命、充電狀態和溫度的影響。在寒冷的天氣條件下,坦克車輛的啟動速度會明顯減慢甚至不能啟動,這將影響坦克的作戰能力。OD低溫性能和長壽命。在未來戰斗機電池的發展中具有廣闊的應用前景。
    
     阻尼是指即使自由振動固體與外界完全隔離,其力學性能也會轉變為熱能的現象。使用高阻尼功能材料的目的是為了減小振動和噪聲。軍事產業意義重大。
    
     國外金屬阻尼器的應用主要集中在航運、航空、航天等工業部門,美國海軍已采用Mn-Cu高阻尼合金制造潛艇螺旋槳,取得了明顯的減振效果。武器裝備中的材料和技術備受關注。一些發達國家成立了阻尼材料在武器裝備中應用的專門研究機構,自20世紀80年代以來,國外減振降噪技術得到了長足的發展。借助CAD/CAM在減振降噪技術中的應用,對整個結構的減振降噪進行了設計-材料-工藝-試驗一體化設計。阻尼材料主要應用于航空航天領域,用于制造火箭、導彈、噴氣式飛機等控制面板或陀螺儀外殼。在工業上,阻尼材料被用于制造螺旋槳、傳動部件和隔艙隔板,有效地降低了機械零件嚙合過程中表面碰撞產生的振動和噪聲。離子箱(變速箱、變速箱)是一種頻率范圍寬的復雜振動。高性能阻尼鋅鋁合金和防振耐磨表面覆層材料技術的應用,大大降低了主戰車傳動部分產生的振動和噪聲。
    
     現代攻擊武器的發展,特別是精確打擊武器的出現,極大地威脅著武器裝備的生存。單純依靠加強武器的防御能力已不再現實。利用隱身技術,敵人的檢測、制導和偵察系統將失去其效能,從而盡可能地隱藏自己,掌握戰場的主動權。隱身技術最有效的手段是使用隱身材料,國外對隱身技術和隱身材料的研究始于二戰期間,起源于德國。美國研制成功并推廣到英國、法國、俄羅斯等先進國家。目前美國在隱身技術和材料研究方面處于領先水平。在航空領域,許多國家已成功地將隱身技術應用于飛機。在常規武器領域,美國在坦克和導彈隱身方面也開展了大量的工作,并被用于裝備。例如,美國的M1A1坦克使用雷達和紅外隱身材料,而前蘇聯的T-80坦克也已經涂覆了隱身材料。
    
     隱身材料包括毫米波結構吸波材料、毫米波橡膠吸波材料和多功能吸波涂層。它們不僅降低了毫米波雷達和毫米波制導系統的發現、跟蹤和命中概率,而且與可見光、近紅外偽裝和中遠紅外熱偽裝兼容。
    
     近年來,國外在改進傳統隱身材料的同時,也在致力于新材料的探索,晶須材料、納米材料、陶瓷材料、手性材料、導電聚合物材料等逐漸應用于雷達波和紅外隱身。納米材料具有優異的吸收性能、寬的帶寬、良好的相容性和薄的厚度,在發達國家已經研究和開發出新一代的隱身材料。我國對毫米波隱身材料的研究始于20世紀80年代中期,研究單位主要集中在武器系統上,經過多年的努力,初步研究取得了很大進展。該技術可用于主戰坦克、155mm先進加農炮系統和兩棲坦克等各種地面武器系統的偽裝和隱身。
    
     目前,世界上正在研制第四代超音速戰斗機。車身結構采用復合材料、翼身融合和吸波涂層,使其真正具有隱身功能。電磁波吸收涂層和電磁屏蔽涂層已經開始應用于隱身飛機上。美國、俄羅斯等國的地空導彈正在研制中,采用了重量輕、吸收帶寬、熱穩定性好的隱身材料,可以預見,隱身技術的研究和應用已成為當前國內外研究的熱點之一。世界各地的國防技術。
    
     軍工新材料技術含量高,新型軍用材料的工業化速度普遍較慢,世界軍用新材料正朝著功能化、超高能、復合輕量化、智能化方向發展。綜上所述,鈦合金、復合材料和納米材料在軍事工業中具有很好的應用前景。
    
     鈦是20世紀50年代發展起來的一種性能優異、資源豐富的金屬,隨著軍事工業對高強度、低密度材料的需求日益增加,鈦合金的工業化進程明顯加快。九五期間,為了滿足航空、航天、軍艦等部門的需要,國家把鈦合金作為新開發的重點之一。材料。預計十五規劃將成為我國鈦合金新材料、新工藝快速發展的時期。
    
     軍事高科技的發展要求材料不再是單一的結構材料。在這種情況下,中國在先進復合材料的開發和應用方面取得了巨大成就。復合材料在十五期間的發展將更加引人注目,21世紀復合材料的發展方向是低成本、高性能、多功能、智能化。
    
     納米技術是現代科學技術結合的產物。它不僅涉及現有的所有基礎科學技術領域,而且在軍事工業中具有廣闊的應用前景。隨著未來戰爭的突飛猛進,各種檢測方法也越來越先進。納米材料對雷達波的吸收率高,為武器隱身技術的發展提供了物質基礎。
    
    

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