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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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軍工新材料綜述
發布時間:2019-01-05 18:03 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、正在開發、能夠滿足高技術需要的具有優良特性和功能的新材料,人類歷史的發展表明,材料是社會發展的物質基礎和先導,而新材料則是新材料。物質是社會進步的里程碑。
    
     材料技術一直是世界科學技術發展規劃中的一個重要領域。與信息技術、生物技術和能源技術相結合,它被公認為是一種高科技,它涵蓋了當今社會和今后一段時間內人類的大局,材料高科技也是現代工業支持人類文明的關鍵技術,也是NAT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。新材料技術的研究和發展對國防工業和武器裝備的發展起著決定性的作用。
    
     軍事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。軍事新材料技術是應用于軍事領域的新材料技術,是現代先進武器裝備的關鍵,是軍事高新技術的重要組成部分。技術。世界各國都高度重視新軍事材料技術的發展。加快發展新軍事材料技術,是保持軍事領導地位的重要前提。
    
     軍用新材料按用途可分為結構材料和功能材料。主要用于航空、航天、武器、船舶等行業。
    
     鋁合金一直是軍事工業中應用最廣泛的金屬結構材料,具有密度低、強度高、加工性能好的特點。作為一種結構材料,由于其優良的加工性能,可制成各種截面的型材、管材和高筋板,充分發揮材料的潛力,提高構件的剛度和強度,因此鋁合金是武器輕量化的首選輕質結構材料。T
    
     鋁合金主要用于制造航空工業中的飛機外殼、隔板、長梁和傳聲器。在航空航天工業中,鋁合金是運載火箭和航天器結構的重要材料。在武器領域,鋁合金已成功應用于步兵戰車和裝甲運輸車。最近,在榴彈炮的貨架上使用了大量的新型鋁合金。
    
     近年來,航空航天工業使用的鋁合金數量有所減少,但仍是軍事工業的主要結構材料之一,鋁合金的發展趨勢是追求高純度、高強度、高韌性和耐高溫。軍工用鋁合金主要有鋁鋰合金、鋁銅合金(2000系列)和鋁鋅鎂合金(7000系列)。
    
     航空工業采用新型鋁鋰合金,預計飛機重量下降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降低成本的問題。
    
     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、阻尼和導熱性好、電磁屏蔽能力強、減振性能好等一系列獨特的性能,極大地滿足了航天、現代武器裝備的需要。以及其他軍事領域。
    
     鎂合金在軍事裝備中有著廣泛的應用,如坦克座椅骨架、車長鏡、炮長鏡、齒輪箱本體、發動機過濾座、進出水管、空氣分配座、油泵殼體、水泵殼體、油換熱器、濾油器殼體、閥室蓋、呼吸器等汽車零部件;支持??崭鄱魏透币砻善?、戰術防空導彈加強架壁板、舵板、隔板架等導彈和火箭部件;戰斗機、轟炸機、直升機、運輸機、機載雷達、地對空導彈、運載火箭、衛星等航天器飛機部件。鎂合金具有以下特點:具有重量輕、比強度和剛度好、減振性能好、電磁干擾強、屏蔽能力強等特點,能滿足軍品減重、吸聲、減震、防輻射等要求,在航空航天領域占有重要地位。國防建設。它是飛機、衛星、導彈、戰斗機和戰斗車輛所需的關鍵結構材料。
    
     鈦合金具有較高的拉伸強度(441-1470MPa),較低的密度(4.5g/cm3),優良的耐腐蝕性,高溫耐久性和良好的300-550℃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,可使合金具有形狀復雜、尺寸精確、能耗低、材料消耗少的特點。
    
     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、發動機壓縮盤、葉片和接頭等,在航空航天工業中,鈦合金主要用于制造軸承部件、機架、氣缸、壓力容器、渦輪泵殼體、固體火箭發動機殼體等。20世紀50年代初,一些軍用飛機開始使用工業純鈦制造機身的隔熱板、尾罩、減速器和其他結構部件;20世紀60年代,鈦合金在飛機結構中的應用擴大到襟翼滑動、承重隔斷架、起落架橫梁。以及其他主要的應力結構;自20世紀70年代以來,鈦合金在軍用飛機和發動機中的應用迅速增加,從戰斗機中擴展而來。與軍用大型轟炸機和運輸機一樣,它們在F14和F15飛機上的使用占結構重量的25%,在F100和TF39發動機上的使用分別達到25%和33%。利。20世紀80年代以來,鈦合金材料和技術得到了進一步的發展,B1B飛機需要90402公斤鈦,在現有的航空航天用鈦合金中,應用最廣泛的是A+B型多用途Ti-6Al-4V合金,近年來,西方和俄羅斯開發了兩種新型鈦合金。它們是高強度、高韌性、可焊性和良好成形性的鈦合金以及高溫、高強度和阻燃的鈦合金。這兩種先進的鈦合金在未來航空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、快速反應能力強的多功能先進榴彈炮系統,先進榴彈炮系統的關鍵技術之一是新材料技術,自行火炮炮塔、部件和輕金屬裝甲車的重量輕。材料是武器發展的必然趨勢,鈦合金在動態和防護的前提下廣泛應用于軍用武器中,鈦合金不僅可以減輕155火炮剎車的重量,還可以減少重力引起的炮管變形,有效地提高射擊精度。主戰斗坦克和直升機反坦克多用途導彈的一些復雜形狀的部件可以用鈦合金制成,能夠滿足產品的性能要求,降低部件的加工成本。
    
     長期以來,由于制造成本高,鈦合金的應用受到了極大的限制,近年來,世界各國在積極開發低成本鈦合金的同時,降低了成本,同時也提高了鈦合金的性能,在我國,鈦合金的制造成本仍然是相對的。伊利高。隨著鈦合金數量的不斷增加,尋求較低的制造成本是鈦合金發展的必然趨勢。
    
     先進復合材料是一種綜合性能優于普通復合材料的新型材料。它們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。先進的復合材料具有比強度高、比模量高、耐燒蝕、耐腐蝕、耐核、耐顆粒云、波傳播、吸收、隱身、高速沖擊等一系列優點,在軍事工業發展中發揮著重要作用。是國防工業發展中最重要的工程材料。
    
     樹脂基復合材料因其良好的成型性、高的比強度、高的比模量、低的密度、抗疲勞性、減震性、耐化學腐蝕性、良好的介電性能和低的熱導率而廣泛應用于軍事工業中,樹脂基復合材料可分為熱固型和熱固型。塑性:熱固樹脂基復合材料是以各種熱固樹脂和增強纖維為基礎的復合材料,而熱塑性樹脂是線性高分子化合物,可以溶解在溶劑中,加熱時軟化并熔化成粘性液體,冷卻后硬化成固體,樹脂基復合材料具有優異的性能。恩特綜合性能好,制備工藝簡單,原料豐富,在航空工業中,采用樹脂基復合材料制造飛機機翼、機身、鴨翼、平尾和發動機外涵道。在航空航天領域,樹脂基復合材料不僅是舵、雷達和進氣道的重要材料,而且是固體火箭發動機燃燒室的隔熱殼和發動機噴管的燒蝕隔熱材料,近年來開發出了具有強濕性的新型氰酸樹脂復合材料。耐稀土,微波介電性能好,尺寸穩定性好。廣泛應用于航空航天結構、飛機和天線罩的一次和二次承重結構的制造。
    
     金屬基復合材料以其高的比強度、高的比模量、良好的高溫性能、低的熱膨脹系數、良好的尺寸穩定性和良好的導熱性在軍事工業中得到了廣泛的應用,鋁、鎂、鈦是金屬基復合材料的主要基體。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階段。例如,用F-16戰斗機代替鋁合金作為腹翼,其剛度和壽命都有了很大的提高,碳纖維增強鋁鎂基復合材料比強度高,熱膨脹系數接近零,尺寸穩定性好。已成功用于人造衛星支架、L波段平面天線、空間望遠鏡、衛星拋物面天線等的制作。SiC顆粒增強鋁基復合材料具有良好的高溫性能和耐磨性,可以使用,碳化硅纖維增強鈦基復合材料具有良好的耐高溫和抗氧化性能,是高推重比發動機的理想結構材料。目前已進入先進發動機試驗階段,在軍械工業領域,金屬基復合材料可用于減輕彈頭重量,提高反直升機/反坦克多用途導彈大口徑尾翼穩定穿甲彈載和固體發動機彈殼的作戰能力。
    
     陶瓷基復合材料是以纖維、晶須或顆粒為增強材料,通過一定的復合工藝與陶瓷基復合而成的復合材料??梢钥闯?,CMC是由陶瓷基體中的二相成分組成的多相材料。它們克服了陶瓷材料固有的脆性,成為當今材料科學研究中最活躍的材料之一,一方面,陶瓷基復合材料具有密度低、比強度高、熱機械性能好、抗熱震性好的特點。它們是未來軍事工業發展的關鍵支撐材料之一,陶瓷材料具有良好的高溫性能,但易碎,改善陶瓷材料脆性的方法有相變增韌、微裂紋增韌、彌散金屬增韌和連續纖維增韌。陶瓷基復合材料主要用于制造航空燃氣渦輪發動機的噴嘴閥。它們在提高發動機的推力重量比和降低燃油消耗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、耐燒蝕性強、設計性能好等一系列優點,碳碳復合材料的發展與管柱密切相關。航天技術的本質要求。自20世紀80年代以來,碳碳復合材料的研究進入了性能提高和應用拓展的階段。在軍事工業中,碳碳復合材料最引人注目的應用是航天飛機的防老劑碳碳前蓋和機翼前緣。碳-碳復合材料主要用于航天中的燒蝕和熱結構材料。特別是用作洲際導彈彈頭的前錐蓋、固體火箭噴管和航天飛機的機翼前緣,目前先進的碳碳噴管材料的密度為1.87-1.97 g/cm 3,周向拉伸強度為75-115 MPa,幾乎所有的遠程洲際導彈的端蓋。最近開發的ILE是由碳-碳復合材料制成的。
    
     隨著現代航空技術的發展,飛機裝載質量不斷提高,飛行和著陸速度不斷提高,對飛機緊急剎車提出了更高的要求,碳碳復合材料具有重量輕、耐高溫、吸能高、摩擦性能好等特點。它們被廣泛用于高速軍用飛機上制造剎車片。
    
     超高強度鋼是一種屈服強度和拉伸強度分別超過1200兆帕和1400兆帕的鋼。為了滿足飛機結構對高比強度材料的要求,研制了超高強度鋼,廣泛應用于火箭壓力容器和一些常規武器的制造中,由于鈦合金和復合材料在飛機中的膨脹,飛機用鋼的數量減少了。ED,但是飛機的關鍵軸承部件仍然是超高強度鋼,目前國際上代表性的低合金超高強度鋼300m是典型的飛機起落架鋼,另外,低合金超高強度鋼d6ac是典型的固體火箭發動機殼體材料,超高強度鋼的發展趨勢-高強度鋼是在保證超高強度的同時,不斷提高韌性和抗應力腐蝕能力的鋼。
    
     高溫合金是航天動力系統的關鍵材料,高溫合金是一種能承受一定應力,在600-1200℃高溫下具有抗氧化和抗腐蝕能力的合金。它是航空航天發動機渦輪盤的首選材料。根據其基體成分,高溫合金可分為鐵基、鎳基和鈷基合金。直到20世紀60年代,發動機渦輪盤都是由鍛造的高溫合金制成的。典型的品牌是A286和鉻鎳鐵合金718。20世紀70年代,通用電氣制造了一種CFM56發動機渦輪盤。H快速凝固粉末RANN95合金,大大提高了其推力比和溫度,自那時以來,粉末冶金渦輪盤發展迅速,近年來,采用噴射沉積快速凝固工藝制造的高溫合金渦輪盤具有工藝簡單、成本低、運行速度快等優點。與粉末高溫合金相比,OD鍛造加工性能更好。這是一種極具發展潛力的制備技術。
    
     金屬中鎢的熔點最高。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,在軍事工業特別是武器制造業具有優異的性能,在武器工業中主要用于生產各種穿甲彈頭,鎢合金細化了彈頭的晶粒尺寸。采用粉末預處理和大變形強化技術,提高材料的強度、韌性和侵徹能力,使材料的晶粒取向延長,W-Ni-Fe是我國研制的主戰坦克125II穿甲彈的鎢芯材料。采用變密度燒結工藝。平均抗張強度1200兆帕,延伸率15%以上,技術指標2000米,可穿透600毫米厚的均質鋼裝甲,目前鎢合金廣泛用作主戰斗坦克大長徑比穿甲彈、中小口徑防空反導彈的核心材料。穿甲彈和超高速動能穿甲彈,使各種穿甲彈具有更強的破甲威力
    
     金屬間化合物具有長程有序超晶格結構,并保持著很強的金屬鍵合性,使其具有許多特殊的物理化學性質和力學性能,金屬間化合物具有優異的熱強度,已成為一種重要的新型高溫結構材料。n近年來國內外積極研究,在軍工行業中,采用金屬間化合物制造了美國普奧公司生產的JT90燃氣渦輪發動機葉片、美國空軍Ti al公司生產的小型飛機發動機轉子葉片、活塞頂M等承受熱負荷的部件。俄羅斯采用Ti-Al金屬間化合物代替耐熱合金,大大提高了發動機的性能,在武器工業領域,坦克發動機增壓器渦輪材料為K18鎳基高溫合金,比例大,起動慣量大,影響了坦克的加速性能。鈦鋁金屬間化合物及其復合輕質耐熱材料的應用可以大大提高坦克的啟動性能,提高戰場的生存能力,金屬間化合物還可以應用于各種耐熱部件中,減少重量。重量輕,提高可靠性和技術指標。
    
     陶瓷材料是世界上發展最快的高科技材料。結構陶瓷以其優異的耐高溫、低密度、耐磨性和低熱膨脹系數等性能在軍事工業中有著良好的應用前景。
    
     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,發動機的小型渦輪增壓器渦輪增壓器已經應用。美國活塞頂部嵌有陶瓷板,大大提高了活塞的使用壽命,提高了發動機的熱效率;德國排氣口嵌有陶瓷元件,提高了排氣口的效率;微型斯特林R的活塞套和氣缸套國外紅外熱像儀中使用的折射儀是由陶瓷材料制成,壽命可達2000小時。導彈陀螺儀的動力來源于火藥氣體,但氣體中的火藥殘渣嚴重損壞了陀螺儀。為了消除氣體中的殘余物,提高導彈的命中精度,有必要研究適合導彈在2000℃陶瓷濾料下工作的火藥氣體,在武器工業領域,結構陶瓷廣泛應用于渦輪增壓器、活塞頂、主戰斗坦克排氣口鑲嵌等領域。發動機。它們是新型武器裝備的關鍵材料,目前20-30mm機槍對射頻的要求是每分鐘1200發以上,使槍管燒蝕十分嚴重,陶瓷的高熔點和高溫化學穩定性能有效抑制槍管燒蝕的嚴重性。陶瓷材料具有很高的抗壓和抗蠕變性能。通過合理的設計,可以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。
    
     光電功能材料是指應用于光電技術的材料,它可以與光電技術結合傳送和處理信息。它們是現代信息技術的重要組成部分,光電功能材料廣泛應用于軍事工業,碲化汞鎘和銻銦是紅外探測器的重要材料。硫化鋅、硒化鋅和砷化鎵主要用于飛機、導彈和地面武器紅外探測系統的窗、罩和整流罩,氟化鎂具有高透光率、較強的抗雨水侵蝕和抗侵蝕能力。它是一種良好的紅外傳輸材料,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。
    
     對于某些過渡族金屬、合金和金屬間化合物,由于其特殊的晶格結構,氫原子很容易穿透金屬晶格中四面體或八面體的間隙部位,形成金屬氫化物,稱為儲氫材料。
    
     在武器工業中,用于坦克車輛的鉛酸蓄電池由于容量小、自放電率高,需要經常充電。此時,維護和處理非常不方便,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無法啟動,這將影響坦克的作戰能力,儲氫合金電池具有能量密度高、耐過充、抗沖擊、低溫性能好、壽命長等優點。它們在未來作戰坦克電池的發展中具有廣闊的應用前景。
    
     阻尼是指即使一個自由振動固體與外界完全隔絕,其機械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少振動和噪聲,因此阻尼材料在軍事工業中具有重要意義。
    
     國外金屬阻尼器的應用主要集中在航運、航空、航天等工業領域,美國海軍已采用錳銅高阻尼合金制造潛艇螺旋槳,取得了明顯的減震效果,西方國家在武器領域的應用主要集中在阻尼材料和技術上。表現得很引人注目。一些發達國家成立了專門的武器裝備阻尼材料應用研究機構,自20世紀80年代以來,減振降噪技術在國外得到了很大發展。利用計算機輔助設計(CAD)/計算機輔助制造(CAM)技術在減振降噪技術中的應用,進行了整體結構減振降噪的設計材料工藝試驗,70年代我國開展了減振降噪材料的研究,取得了一定的成果,但比較了國內外的研究成果。d與發達國家相比,還存在一定差距,阻尼材料主要用于航空航天領域,用于制造火箭、導彈、噴氣機等控制面板或陀螺儀外殼,在造船工業中,阻尼材料用于制造螺旋槳、傳動部件和對比器。耳鼻喉隔斷,有效降低了機械零件嚙合過程中表面碰撞產生的振動和噪聲,在武器工業中,坦克傳動部分(傳動箱、傳動箱)的振動是一種頻率范圍較寬的復雜振動。采用高性能阻尼鋅鋁合金和抗振耐磨表面覆層材料技術,大大降低了主戰斗坦克傳動部件的振動和噪聲。
    
     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。單純依靠加強武器防御能力已不再現實,利用隱身技術,敵人的探測、制導和偵察系統將失去效能,從而盡可能地隱藏自己,掌握戰場的主動權,已成為國防部重要的發展方向。武器防護是預先發現和消滅敵人的。最有效的隱身技術手段是使用隱身材料。國外對隱身技術和材料的研究始于第二次世界大戰,起源于德國,在美國發展,并延伸到英國、法國、俄羅斯等先進國家。IES。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,許多國家成功地將隱身技術應用于飛機隱身;在常規武器領域,美國也在坦克和導彈隱身方面進行了大量的工作,并被用于或設備。例如,美國M1A1坦克采用雷達和紅外隱身材料,前蘇聯T-80坦克采用隱身材料。
    
     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料。它們不僅能降低毫米波雷達和毫米波制導系統的發現、跟蹤和打擊概率,而且與可見光、近紅外偽裝和中遠紅外熱偽裝兼容。
    
     近年來,國外在對傳統隱身材料進行改進的同時,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、導電高分子材料逐漸應用于雷達波和紅外隱身材料,使涂層更薄更輕。納米材料以其優良的吸收性能、寬頻帶、良好的相容性和較薄的厚度,在發達國家作為新一代隱身材料進行了研究和開發。我國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方面,經過多年的努力,初步研究取得了很大進展。該技術可用于各種地面武器系統的偽裝和隱身,如主戰斗坦克、155mm先進加農炮系統和兩棲坦克。
    
     目前,世界上正在研制第四代超音速戰斗機。機身結構采用復合材料,翼身融合吸收涂層,真正隱形。電磁波吸收涂層和電磁屏蔽涂層已經開始應用于隱形飛機。美國和俄羅斯的地對空導彈采用了光、寬帶吸收、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世界各國國防技術中最重要的課題之一。
    
     軍工用新材料技術含量高,新型軍工材料產業化速度普遍較慢,全球軍工新材料正向功能化、超高能化、復合輕量化、智能化方向發展,從這一角度看,鈦合金、復合材料、復合材料等納米材料在軍事工業中具有很好的工業前景。
    
     鈦是20世紀50年代發展起來的一種性能優良、資源豐富的金屬,隨著軍工對高強度、低密度材料的需求不斷增加,鈦合金產業化進程明顯加快,國外先進飛機上鈦的重量已達30-35%。在飛機結構總重量中。九五期間,國家為了滿足航空、航天、軍艦等部門的需要,把鈦合金作為發展新材料的重點之一。預計十五計劃將成為我國鈦合金新材料和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。在此條件下,我國在先進復合材料的開發和應用方面取得了巨大的成就。十五期間復合材料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。它不僅涉及到現有的所有基礎科技領域,而且在軍事工業中有著廣泛的應用前景,隨著未來戰爭的突飛猛進,各種探測方法也越來越先進,為了適應現代戰爭的需要,隱身技術在軍事中起著重要的作用。納米材料對雷達波的吸收率很高,為武器隱身技術的發展提供了物質基礎。
    
    

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