16 Νέα Στρατιωτικά Υλικά

Τα νέα στρατιωτικά υλικά αποτελούν την υλική βάση για μια νέα γενιά όπλων και εξοπλισμού και αποτελούν επίσης βασικές τεχνολογίες στον στρατιωτικό τομέα στον σημερινό κόσμο. Η στρατιωτική νέα τεχνολογία υλικών είναι μια νέα τεχνολογία υλικών που χρησιμοποιείται στον στρατιωτικό τομέα. Είναι το κλειδί για τα σύγχρονα εξελιγμένα όπλα και εξοπλισμό και ένα σημαντικό μέρος της στρατιωτικής υψηλής τεχνολογίας. Οι χώρες σε όλο τον κόσμο αποδίδουν μεγάλη σημασία στην ανάπτυξη νέας τεχνολογίας στρατιωτικών υλικών. Η επιτάχυνση της ανάπτυξης νέας τεχνολογίας στρατιωτικών υλικών αποτελεί σημαντική προϋπόθεση για τη διατήρηση της στρατιωτικής ηγεσίας.

Κατάσταση εφαρμογής νέων στρατιωτικών υλικών

Τα νέα στρατιωτικά υλικά μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: δομικά υλικά και λειτουργικά υλικά ανάλογα με τις χρήσεις τους. Χρησιμοποιούνται κυρίως στην αεροπορική βιομηχανία, την αεροδιαστημική βιομηχανία, τη βιομηχανία όπλων και τη ναυπηγική βιομηχανία.

Κράμμα αλουμινίου

Το κράμα αλουμινίου ήταν πάντα το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο μεταλλικό δομικό υλικό στη στρατιωτική βιομηχανία. Το κράμα αλουμινίου έχει τα χαρακτηριστικά χαμηλής πυκνότητας, υψηλής αντοχής και καλής απόδοσης επεξεργασίας. Ως δομικό υλικό, λόγω της εξαιρετικής του απόδοσης επεξεργασίας, μπορεί να κατασκευαστεί σε προφίλ, σωλήνες, πλάκες υψηλής ενίσχυσης κ.λπ. διαφόρων διατομών για την πλήρη αξιοποίηση των δυνατοτήτων του υλικού και τη βελτίωση των εξαρτημάτων. Ακαμψία και δύναμη. Επομένως, το κράμα αλουμινίου είναι το προτιμώμενο ελαφρύ δομικό υλικό για ελαφριά όπλα.

Στην αεροπορική βιομηχανία, τα κράματα αλουμινίου χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατασκευή δερμάτων αεροσκαφών, χωρισμάτων, μακριών δοκών και ράβδων επένδυσης. Στην αεροδιαστημική βιομηχανία, τα κράματα αλουμινίου είναι σημαντικά υλικά για δομικά μέρη οχημάτων εκτόξευσης και διαστημικών σκαφών. Στον τομέα των όπλων έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία κράματα αλουμινίου. Χρησιμοποιείται ευρέως σε οχήματα μάχης πεζικού και τεθωρακισμένα οχήματα μεταφοράς. Το προσφάτως αναπτυγμένο στήριγμα τύπου Howitzer χρησιμοποιεί επίσης μεγάλο αριθμό νέων υλικών από κράμα αλουμινίου.

Η χρήση κραμάτων αλουμινίου στην αεροδιαστημική βιομηχανία έχει μειωθεί τα τελευταία χρόνια, αλλά παραμένει ένα από τα κύρια δομικά υλικά στη στρατιωτική βιομηχανία. Η τάση ανάπτυξης των κραμάτων αλουμινίου είναι η επιδίωξη υψηλής καθαρότητας, υψηλής αντοχής, υψηλής σκληρότητας και αντοχής σε υψηλή θερμοκρασία. Τα κράματα αλουμινίου που χρησιμοποιούνται στη στρατιωτική βιομηχανία περιλαμβάνουν κυρίως κράματα αλουμινίου-λιθίου, κράματα αλουμινίου-χαλκού (σειρά 2000) και κράματα αλουμινίου-ψευδάργυρου-μαγνήσιου (σειρά 7000).

Νέα κράματα αλουμινίου-λιθίου χρησιμοποιούνται στην αεροπορική βιομηχανία και προβλέπεται ότι το βάρος των αεροσκαφών θα μειωθεί κατά 8 έως 15%. Τα κράματα αλουμινίου-λιθίου θα γίνουν επίσης υποψήφια δομικά υλικά για αεροδιαστημικά οχήματα και περιβλήματα πυραύλων με λεπτό τοίχωμα. Με την ταχεία ανάπτυξη της αεροδιαστημικής βιομηχανίας, η ερευνητική εστίαση των κραμάτων αλουμινίου-λιθίου εξακολουθεί να είναι η επίλυση των προβλημάτων της κακής σκληρότητας στην κατεύθυνση του πάχους και η μείωση του κόστους.

Κράμα μαγνησίου

Ως το ελαφρύτερο μεταλλικό υλικό μηχανικής, το κράμα μαγνησίου έχει μια σειρά μοναδικών ιδιοτήτων, όπως ειδικό βάρος φωτός, υψηλή ειδική αντοχή και ειδική ακαμψία, καλή απόσβεση και θερμική αγωγιμότητα, ισχυρή ικανότητα ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης και καλές ιδιότητες απόσβεσης κραδασμών, που ικανοποιεί σε μεγάλο βαθμό τις ανάγκες των αναγκών της αεροδιαστημικής, σύγχρονων όπλων και εξοπλισμού και άλλων στρατιωτικών τομέων.

Τα κράματα μαγνησίου έχουν πολλές εφαρμογές σε στρατιωτικό εξοπλισμό, όπως πλαίσια καθισμάτων δεξαμενών, καθρέφτες κυβερνήτη, καθρέφτες πυροβολητή, θήκες κιβωτίων ταχυτήτων, καθίσματα φίλτρων κινητήρα, σωλήνες εισόδου και εξόδου νερού, καθίσματα διανομής αέρα, περιβλήματα αντλιών λαδιού, περιβλήματα αντλίας νερού, εναλλάκτες θερμότητας λαδιού, Περιβλήματα φίλτρων λαδιού, καλύμματα βαλβίδων, αναπνευστήρες και άλλα εξαρτήματα οχημάτων. διαμερίσματα υποστήριξης πυραύλων τακτικής αντιαεροπορικής άμυνας και επιφάνειες αεροπλάνων, πάνελ τοίχου, ενισχυμένα πλαίσια, πλάκες πηδαλίου, πλαίσια χωρισμάτων και άλλα εξαρτήματα βέλους πυρομαχικών. μαχητικά αεροσκάφη, βομβαρδιστικά, ελικόπτερα, αεροσκάφη μεταφοράς, αερομεταφερόμενα ραντάρ, πύραυλοι εδάφους-αέρος, οχήματα εκτόξευσης, τεχνητούς δορυφόρους και άλλα εξαρτήματα διαστημικών σκαφών. Τα κράματα μαγνησίου είναι ελαφριά, έχουν καλή ειδική αντοχή και ακαμψία, καλή απόδοση απόσβεσης κραδασμών, ισχυρές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και ισχυρές δυνατότητες θωράκισης, που μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις των στρατιωτικών προϊόντων για μείωση βάρους, απορρόφηση θορύβου, απορρόφηση κραδασμών και προστασία από την ακτινοβολία. Κατέχει πολύ σημαντική θέση στην κατασκευή αεροδιαστημικής και εθνικής άμυνας και αποτελεί βασικό δομικό υλικό που απαιτείται για όπλα και εξοπλισμό όπως αεροσκάφη, δορυφόρους, πυραύλους και μαχητικά αεροσκάφη και τανκς.

Κράμα τιτανίου

Το κράμα τιτανίου έχει υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό (441~1470MPa), χαμηλή πυκνότητα (4,5g/cm³), εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και ορισμένη ανθεκτική αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και καλή αντοχή σε χαμηλή θερμοκρασία στους 300~550 βαθμούς. Ανθεκτικότητα κρούσης, είναι ένα ιδανικό ελαφρύ δομικό υλικό. Το κράμα τιτανίου έχει τα λειτουργικά χαρακτηριστικά της υπερπλαστικότητας. Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία σύνδεσης υπερπλαστικής διαμόρφωσης-διάχυσης, το κράμα μπορεί να κατασκευαστεί σε προϊόντα με πολύπλοκα σχήματα και ακριβείς διαστάσεις με πολύ μικρή κατανάλωση ενέργειας και κατανάλωση υλικού.

Η εφαρμογή κραμάτων τιτανίου στην αεροπορική βιομηχανία είναι κυρίως για την κατασκευή δομικών μερών ατράκτου αεροσκαφών, εξοπλισμού προσγείωσης, δοκών στήριξης, δίσκους συμπιεστή κινητήρα, λεπίδες και αρθρώσεις. στην αεροδιαστημική βιομηχανία, τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατασκευή φερόντων εξαρτημάτων και πλαισίων. , φιάλες αερίου, δοχεία πίεσης, περιβλήματα αντλιών στροβίλου, περιβλήματα και ακροφύσια κινητήρων συμπαγών πυραύλων και άλλα εξαρτήματα. Στις αρχές της δεκαετίας του 1950, το βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο άρχισε να χρησιμοποιείται σε ορισμένα στρατιωτικά αεροσκάφη για την κατασκευή δομικών εξαρτημάτων όπως θερμικές ασπίδες πίσω ατράκτου, ουρά κουκούλες και φρένα ταχύτητας. Στη δεκαετία του 1960, η εφαρμογή κραμάτων τιτανίου στις κατασκευές αεροσκαφών επεκτάθηκε για να συμπεριλάβει συρόμενα πτερύγια. , φέροντα διαφράγματα, δοκοί του συστήματος προσγείωσης και άλλες σημαντικές κατασκευές που φέρουν καταπόνηση. Από τη δεκαετία του 1970, η χρήση κραμάτων τιτανίου σε στρατιωτικά αεροσκάφη και κινητήρες έχει αυξηθεί γρήγορα, επεκτείνοντας από μαχητικά αεροσκάφη σε μεγάλα στρατιωτικά βομβαρδιστικά και μεταφορικά αεροσκάφη. Χρησιμοποιείται σε αεροσκάφη F14 και F15. Η χρήση αντιπροσωπεύει το 25% του δομικού βάρους και η χρήση στους κινητήρες F100 και TF39 φτάνει το 25% και το 33% αντίστοιχα. Μετά τη δεκαετία του 1980, τα υλικά από κράμα τιτανίου και η τεχνολογία διεργασιών έχουν αναπτυχθεί περαιτέρω και ένα αεροσκάφος B1B απαιτεί 90.402 κιλά τιτανίου. Μεταξύ των υπαρχόντων κραμάτων τιτανίου για την αεροδιαστημική, το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο είναι το κράμα πολλαπλών χρήσεων a+b ​​τύπου Ti-6Al{-4V. Τα τελευταία χρόνια, η Δύση και η Ρωσία έχουν αναπτύξει διαδοχικά δύο νέους τύπους κραμάτων τιτανίου. Είναι κράματα τιτανίου με υψηλή αντοχή, υψηλή σκληρότητα, συγκολλησιμότητα και καλή μορφοποίηση, και κράματα τιτανίου με υψηλή θερμοκρασία, υψηλή αντοχή και επιβραδυντικότητα φλόγας. Αυτά τα δύο προηγμένα κράματα τιτανίου θα διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στη μελλοντική αεροδιαστημική βιομηχανία. έχει καλές προοπτικές εφαρμογής.

Με την ανάπτυξη του σύγχρονου πολέμου, ο στρατός χρειάζεται ένα πολυλειτουργικό προηγμένο σύστημα οβίδων με υψηλή ισχύ, μεγάλη εμβέλεια, υψηλή ακρίβεια και δυνατότητες ταχείας απόκρισης. Μία από τις βασικές τεχνολογίες του προηγμένου συστήματος Howitzer είναι η νέα τεχνολογία υλικών. Το ελαφρύ βάρος υλικών για αυτοκινούμενους πυργίσκους πυροβολικού, εξαρτήματα και ελαφρά μεταλλικά τεθωρακισμένα οχήματα είναι μια αναπόφευκτη τάση στην ανάπτυξη όπλων. Με την προϋπόθεση της εξασφάλισης δυναμικής και προστασίας, τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται ευρέως στα στρατιωτικά όπλα. Η χρήση κράματος τιτανίου για το φρένο ρύγχους πυροβολικού 155 μπορεί όχι μόνο να μειώσει το βάρος, αλλά και να μειώσει την παραμόρφωση της κάννης του πυροβολικού που προκαλείται από τη βαρύτητα, βελτιώνοντας αποτελεσματικά την ακρίβεια βολής. μερικά πολύπλοκα σχήματα σε κύρια άρματα μάχης και πυραύλους πολλαπλών χρήσεων αντιαρματικών ελικοπτέρων Τα εξαρτήματα μπορούν να κατασκευαστούν από κράμα τιτανίου, το οποίο όχι μόνο μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις απόδοσης του προϊόντος αλλά και να μειώσει το κόστος επεξεργασίας των εξαρτημάτων.

Για μεγάλο χρονικό διάστημα στο παρελθόν, η εφαρμογή κραμάτων τιτανίου ήταν πολύ περιορισμένη λόγω του υψηλού κόστους κατασκευής. Τα τελευταία χρόνια, χώρες σε όλο τον κόσμο αναπτύσσουν ενεργά κράματα τιτανίου χαμηλού κόστους για να μειώσουν το κόστος βελτιώνοντας παράλληλα την απόδοση των κραμάτων τιτανίου. Στη χώρα μου, το κόστος κατασκευής των κραμάτων τιτανίου εξακολουθεί να είναι σχετικά υψηλό. Καθώς η ποσότητα των κραμάτων τιτανίου αυξάνεται σταδιακά, η αναζήτηση χαμηλότερου κόστους κατασκευής είναι μια αναπόφευκτη τάση στην ανάπτυξη κραμάτων τιτανίου.

Σύνθετα υλικά

4.1 Σύνθετα υλικά με βάση τη ρητίνη

Τα σύνθετα υλικά με βάση τη ρητίνη έχουν καλή ικανότητα επεξεργασίας χύτευσης, υψηλή ειδική αντοχή, υψηλό ειδικό μέτρο, χαμηλή πυκνότητα, αντοχή στην κόπωση, απορρόφηση κραδασμών, αντοχή στη χημική διάβρωση, καλές διηλεκτρικές ιδιότητες και χαμηλή θερμική αγωγιμότητα. Υψηλή απόδοση και άλλα χαρακτηριστικά, χρησιμοποιείται ευρέως στη στρατιωτική βιομηχανία. Τα σύνθετα υλικά με βάση τη ρητίνη μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: θερμοσκληρυνόμενα και θερμοπλαστικά. Τα σύνθετα υλικά με βάση τη θερμοσκληρυνόμενη ρητίνη είναι ένας τύπος σύνθετων υλικών που χρησιμοποιούν διάφορες θερμοσκληρυνόμενες ρητίνες ως μήτρα και προσθέτουν διάφορες ενισχυτικές ίνες. ενώ οι θερμοπλαστικές ρητίνες είναι ένας τύπος γραμμικών πολυμερών ενώσεων που μπορούν να διαλυθούν σε διαλύτες ή σε Μαλακώνει και λιώνει σε παχύρρευστο υγρό όταν θερμαίνεται και σκληραίνει σε στερεό όταν ψύχεται. Τα σύνθετα υλικά με βάση τη ρητίνη έχουν εξαιρετικές περιεκτικές ιδιότητες, η διαδικασία προετοιμασίας είναι εύκολη στην εφαρμογή και οι πρώτες ύλες είναι άφθονες. Στην αεροπορική βιομηχανία, σύνθετα υλικά με βάση τη ρητίνη χρησιμοποιούνται για την κατασκευή πτερυγίων αεροσκαφών, ατράκτων, καναντέρ, οριζόντιων ουρών και εξωτερικών αγωγών κινητήρα. στον αεροδιαστημικό τομέα, τα σύνθετα υλικά με βάση τη ρητίνη δεν είναι μόνο σημαντικά υλικά για τα πηδάλια, τα ραντάρ και τις εισαγωγές αέρα, αλλά επίσης, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή του μονωτικού κελύφους του θαλάμου καύσης κινητήρα πυραύλων και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως το ανθεκτικό στη θερμότητα υλικό κατάλυσης για το ακροφύσιο του κινητήρα. Τα νέα σύνθετα υλικά κυανικής ρητίνης που αναπτύχθηκαν τα τελευταία χρόνια έχουν τα πλεονεκτήματα της ισχυρής αντοχής στην υγρασία, των καλών διηλεκτρικών ιδιοτήτων μικροκυμάτων και της καλής σταθερότητας διαστάσεων. Χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή δομικών μερών αεροδιαστημικής, πρωτογενών και δευτερευόντων φέροντα δομικά μέρη αεροσκαφών και ραντάρ ραντάρ.

4.2 Σύνθετα υλικά μεταλλικής μήτρας

Τα σύνθετα υλικά μεταλλικής μήτρας έχουν υψηλή ειδική αντοχή, υψηλό ειδικό μέτρο, καλή απόδοση σε υψηλή θερμοκρασία, χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής, καλή σταθερότητα διαστάσεων και εξαιρετική ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα και έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στη στρατιωτική βιομηχανία. Το αλουμίνιο, το μαγνήσιο και το τιτάνιο είναι οι κύριες μήτρες των σύνθετων υλικών μεταλλικής μήτρας. Τα υλικά ενίσχυσης μπορούν γενικά να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: ίνες, σωματίδια και μουστάκια. Μεταξύ αυτών, σύνθετα υλικά μήτρας αλουμινίου ενισχυμένα με σωματίδια έχουν εισαχθεί στην επαλήθευση μοντέλου, όπως χρησιμοποιούνται σε μαχητικά αεροσκάφη F-16. Το κοιλιακό πτερύγιο αντικαθιστά το κράμα αλουμινίου και η ακαμψία και η διάρκεια ζωής του βελτιώνονται σημαντικά. Τα ενισχυμένα με ανθρακονήματα αλουμίνιο και σύνθετα υλικά με βάση το μαγνήσιο όχι μόνο έχουν υψηλή ειδική αντοχή, αλλά έχουν επίσης συντελεστή θερμικής διαστολής κοντά στο μηδέν και καλή σταθερότητα διαστάσεων. Έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για την κατασκευή τεχνητών δορυφορικών βραχιόνων, επίπεδων κεραιών ζώνης L, διαστημικών τηλεσκοπίων και τεχνητών δορυφόρων. Παραβολικές κεραίες κ.λπ. Τα σύνθετα υλικά μήτρας αλουμινίου ενισχυμένα με σωματίδια καρβιδίου του πυριτίου έχουν καλή απόδοση υψηλής θερμοκρασίας και χαρακτηριστικά κατά της φθοράς και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή εξαρτημάτων πυραύλων και πυραύλων, εξαρτημάτων συστήματος καθοδήγησης υπέρυθρων και λέιζερ, συσκευές αεροηλεκτρονικής ακριβείας κ.λπ. Μήτρα τιτανίου ενισχυμένη με ίνες καρβιδίου του πυριτίου Τα σύνθετα υλικά έχουν καλή αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και αντοχή στην οξείδωση και είναι ιδανικά δομικά υλικά για κινητήρες με υψηλή αναλογία ώσης προς βάρος. Πλέον έχουν μπει στο στάδιο δοκιμών προηγμένων κινητήρων. Στον τομέα της βιομηχανίας όπλων, τα σύνθετα υλικά μεταλλικής μήτρας μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε σαμποτ διάτρησης θωράκισης με σταθεροποιημένη ουρά μεγάλου διαμετρήματος, περιβλήματα συμπαγούς κινητήρα πυραύλων πολλαπλών χρήσεων αντι-ελικοπτέρων/αντιαρμάτων και άλλα εξαρτήματα για τη μείωση του βάρους της κεφαλής και να βελτιώσει τις ικανότητες μάχης.

4.3 Σύνθετα υλικά κεραμικής μήτρας

Τα σύνθετα υλικά κεραμικής μήτρας είναι ένας γενικός όρος για υλικά που χρησιμοποιούν ίνες, μουστάκια ή σωματίδια ως ενισχύσεις και συνδυάζονται με μια κεραμική μήτρα μέσω μιας συγκεκριμένης σύνθετης διαδικασίας. Μπορεί να φανεί ότι τα σύνθετα υλικά κεραμικής μήτρας εισάγουν μια δεύτερη φάση στην κεραμική μήτρα. Τα πολυφασικά υλικά που αποτελούνται από εξαρτήματα ξεπερνούν την εγγενή ευθραυστότητα των κεραμικών υλικών και έχουν γίνει η πιο ενεργή πτυχή στην τρέχουσα έρευνα της επιστήμης των υλικών. Τα σύνθετα υλικά κεραμικής μήτρας έχουν τα χαρακτηριστικά της χαμηλής πυκνότητας, της υψηλής ειδικής αντοχής, των καλών θερμομηχανικών ιδιοτήτων και της αντοχής σε θερμικό σοκ. Αποτελούν ένα από τα βασικά υποστηρικτικά υλικά για τη μελλοντική ανάπτυξη της στρατιωτικής βιομηχανίας. Αν και τα κεραμικά υλικά έχουν καλές ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίας, είναι επίσης εύθραυστα. Οι μέθοδοι για τη βελτίωση της ευθραυστότητας των κεραμικών υλικών περιλαμβάνουν τη σκλήρυνση με αλλαγή φάσης, τη σκλήρυνση με μικρορωγμές, τη σκλήρυνση με διάσπαρτο μέταλλο και τη συνεχή σκλήρυνση των ινών. Τα σύνθετα υλικά κεραμικής μήτρας χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατασκευή βαλβίδων ακροφυσίων κινητήρα αεριοστροβίλου αεροσκαφών, οι οποίες παίζουν σημαντικό ρόλο στη βελτίωση της αναλογίας ώσης προς βάρος του κινητήρα και στη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου.

4.4 Σύνθετα υλικά άνθρακα-άνθρακα

Τα σύνθετα υλικά άνθρακα-άνθρακα είναι σύνθετα υλικά που αποτελούνται από ενίσχυση ινών άνθρακα και μήτρα άνθρακα. Τα σύνθετα υλικά άνθρακα-άνθρακα έχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα, όπως υψηλή ειδική αντοχή, καλή αντίσταση θερμικών κραδασμών, ισχυρή αντοχή στην κατάλυση και σχεδιασμένη απόδοση. Η ανάπτυξη σύνθετων υλικών άνθρακα-άνθρακα συνδέεται στενά με τις απαιτητικές απαιτήσεις της αεροδιαστημικής τεχνολογίας. Από τη δεκαετία του 1980, η έρευνα για τα σύνθετα υλικά άνθρακα-άνθρακα έχει εισέλθει σε ένα στάδιο βελτίωσης της απόδοσης και επέκτασης των εφαρμογών. Στη στρατιωτική βιομηχανία, οι πιο εντυπωσιακές εφαρμογές των σύνθετων υλικών άνθρακα-άνθρακα είναι τα αντιοξειδωτικά κωνικά καλύμματα μύτης άνθρακα-άνθρακα και τα μπροστινά άκρα των φτερών των διαστημικών λεωφορείων. Το μεγαλύτερο προϊόν άνθρακα-άνθρακα είναι τα τακάκια των υπερηχητικών αεροσκαφών. Τα σύνθετα υλικά άνθρακα-άνθρακα χρησιμοποιούνται κυρίως ως αφαιρετικά υλικά και θερμικά δομικά υλικά στην αεροδιαστημική. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούνται ως καλύμματα κώνου μύτης για κεφαλές διηπειρωτικών πυραύλων, ακροφύσια συμπαγών πυραύλων και μπροστινά άκρα πτερυγίων διαστημικού λεωφορείου. Η τρέχουσα πυκνότητα των προηγμένων υλικών ακροφυσίων άνθρακα-άνθρακα είναι 1,87~1,97 g/cm3 και η αντοχή εφελκυσμού του στεφάνου είναι 75~115 MPa. Τα ακραία καλύμματα των πρόσφατα αναπτυγμένων διηπειρωτικών πυραύλων μεγάλου βεληνεκούς χρησιμοποιούν σχεδόν όλα σύνθετα υλικά άνθρακα-άνθρακα.

Με την ανάπτυξη της σύγχρονης αεροπορικής τεχνολογίας, η μάζα φόρτωσης των αεροσκαφών συνεχίζει να αυξάνεται και η ταχύτητα προσγείωσης πτήσης συνεχίζει να αυξάνεται, γεγονός που θέτει υψηλότερες απαιτήσεις για την πέδηση έκτακτης ανάγκης των αεροσκαφών. Τα σύνθετα υλικά άνθρακα-άνθρακα είναι ελαφριά σε βάρος, ανθεκτικά στις υψηλές θερμοκρασίες, απορροφούν μεγάλες ποσότητες ενέργειας και έχουν καλές ιδιότητες τριβής. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε στρατιωτικά αεροσκάφη υψηλής ταχύτητας για την κατασκευή τακακιών φρένων.

χάλυβας εξαιρετικά υψηλής αντοχής

Ο χάλυβας εξαιρετικά υψηλής αντοχής είναι χάλυβας με αντοχή διαρροής και αντοχή σε εφελκυσμό που υπερβαίνει τα 1200 MPa και 1400 MPa αντίστοιχα. Έχει ερευνηθεί και αναπτυχθεί για να καλύψει τις απαιτήσεις υλικών υψηλής ειδικής αντοχής για κατασκευές αεροσκαφών. Λόγω της επέκτασης της χρήσης κραμάτων τιτανίου και σύνθετων υλικών στα αεροσκάφη, η ποσότητα χάλυβα που χρησιμοποιείται στα αεροσκάφη έχει μειωθεί, αλλά τα βασικά φέροντα εξαρτήματα στα αεροσκάφη εξακολουθούν να είναι κατασκευασμένα από χάλυβα εξαιρετικά υψηλής αντοχής. Επί του παρόντος, ο διεθνώς αντιπροσωπευτικός χάλυβας χαμηλής κραματοποίησης εξαιρετικά υψηλής αντοχής 300M είναι ένας τυπικός χάλυβας για εξοπλισμό προσγείωσης αεροσκαφών. Επιπλέον, ο χαμηλού κράματος εξαιρετικά υψηλής αντοχής χάλυβας D6AC είναι ένα τυπικό συμπαγές υλικό περιβλήματος πυραυλοκινητήρα. Η τάση ανάπτυξης του χάλυβα υπερυψηλής αντοχής είναι η συνεχής βελτίωση της σκληρότητας και της αντοχής στη διάβρωση με παράλληλη εξασφάλιση εξαιρετικά υψηλής αντοχής.

Προηγμένα κράματα υψηλής θερμοκρασίας

Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας είναι βασικά υλικά για τα αεροδιαστημικά συστήματα ισχύος. Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας είναι κράματα που μπορούν να αντέξουν ορισμένες καταπονήσεις σε υψηλές θερμοκρασίες 600~1200 μοιρών και έχουν αντιοξειδωτικές και αντιδιαβρωτικές ικανότητες. Είναι τα προτιμώμενα υλικά για δίσκους τουρμπίνας αεροδιαστημικών κινητήρων. Σύμφωνα με τα διαφορετικά συστατικά της μήτρας, τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: με βάση το σίδηρο, με βάση το νικέλιο και το κοβάλτιο. Οι δίσκοι τουρμπίνας κινητήρα κατασκευάζονταν από σφυρήλατα κράματα υψηλής θερμοκρασίας μέχρι τη δεκαετία του 1960. Οι τυπικές ποιότητες περιλαμβάνουν το A286 και το Inconel 718. Στη δεκαετία του 1970, η αμερικανική εταιρεία GE χρησιμοποίησε κράμα σκόνης Rene95 που στερεοποιήθηκε γρήγορα για να κατασκευάσει τον δίσκο τουρμπίνας κινητήρα CFM56, ο οποίος αύξησε σημαντικά την αναλογία ώθησης προς βάρος. , η θερμοκρασία λειτουργίας αυξάνεται σημαντικά. Από τότε, οι δίσκοι στροβίλων μεταλλουργίας σκόνης αναπτύχθηκαν γρήγορα. Πρόσφατα, οι Ηνωμένες Πολιτείες υιοθέτησαν μια διαδικασία ταχείας στερεοποίησης απόθεσης ψεκασμού για την κατασκευή δίσκων τουρμπίνας από κράμα υψηλής θερμοκρασίας. Σε σύγκριση με τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας σε σκόνη, η διαδικασία είναι απλή, το κόστος μειώνεται και έχει καλή απόδοση επεξεργασίας σφυρηλάτησης. Είναι μια τεχνολογία προετοιμασίας με μεγάλες δυνατότητες ανάπτυξης.

Κράμα βολφραμίου

Το βολφράμιο έχει το υψηλότερο σημείο τήξης μεταξύ των μετάλλων. Το εξαιρετικό του πλεονέκτημα είναι ότι το υψηλό σημείο τήξης του φέρνει καλή αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και αντοχή στη διάβρωση στο υλικό. Έχει επιδείξει εξαιρετικά χαρακτηριστικά στη στρατιωτική βιομηχανία, ιδιαίτερα στην κατασκευή όπλων. Στη βιομηχανία όπλων, χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή των κεφαλών διαφόρων βλημάτων διάτρησης θωράκισης. Το κράμα βολφραμίου χρησιμοποιεί τεχνολογία προεπεξεργασίας σκόνης και τεχνολογία ενίσχυσης μεγάλης παραμόρφωσης για να βελτιώσει τους κόκκους του υλικού και να επιμηκύνει τον προσανατολισμό των κόκκων, βελτιώνοντας έτσι την αντοχή, τη σκληρότητα και τη δύναμη διείσδυσης του υλικού. Το υλικό πυρήνα βολφραμίου του βλήματος θωράκισης τύπου 125 II που αναπτύχθηκε από τη χώρα μας είναι το W-Ni-Fe, το οποίο υιοθετεί μια διαδικασία συμπαγούς πυροσυσσωμάτωσης μεταβλητής πυκνότητας. Η μέση απόδοσή του φτάνει σε αντοχή εφελκυσμού 1.200 MPa, επιμήκυνση μεγαλύτερη από 15% και τεχνικό δείκτη μάχης 2,000 μέτρα. Η απόσταση διαπερνά την ομοιογενή χαλύβδινη θωράκιση πάχους 600 mm. Επί του παρόντος, το κράμα βολφραμίου χρησιμοποιείται ευρέως ως υλικό πυρήνα για τα κύρια άρματα μάχης βλήματα διάτρησης θωράκισης μεγάλης αναλογίας διαστάσεων, μικρού και μεσαίου διαμετρήματος αντιαεροπορικά βλήματα διάτρησης θωράκισης και εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας βλήματα διάτρησης κινητικής ενέργειας, τα οποία κάνει διάφορα βλήματα διάτρησης θωράκισης να έχουν ισχυρότερη δύναμη διείσδυσης.

διαμεταλλικές ενώσεις

Οι διαμεταλλικές ενώσεις έχουν διατεταγμένες υπερδικτυωμένες δομές μεγάλης εμβέλειας και διατηρούν ισχυρούς μεταλλικούς δεσμούς, δίνοντάς τους πολλές ειδικές φυσικές, χημικές και μηχανικές ιδιότητες. Οι διαμεταλλικές ενώσεις έχουν εξαιρετική θερμική αντοχή και έχουν γίνει σημαντικά νέα δομικά υλικά υψηλής θερμοκρασίας που μελετώνται ενεργά στο εσωτερικό και στο εξωτερικό τα τελευταία χρόνια. Στη στρατιωτική βιομηχανία, οι διαμεταλλικές ενώσεις έχουν χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή εξαρτημάτων που αντέχουν σε θερμικά φορτία. Για παράδειγμα, η Puau Company με έδρα τις ΗΠΑ κατασκευάζει πτερύγια κινητήρων αεριοστροβίλου JT90, η Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ χρησιμοποιεί τιτάνιο-αλουμίνιο για την κατασκευή πτερυγίων ρότορα μικρών κινητήρων αεροσκαφών κ.λπ., και η Ρωσία χρησιμοποιεί διαμεταλλικές ενώσεις αλουμινίου τιτανίου που αντικαθιστούν τα ανθεκτικά στη θερμότητα κράματα ως κορώνες εμβόλου , βελτιώνοντας σημαντικά την απόδοση του κινητήρα. Στον τομέα της βιομηχανίας όπλων, το υλικό τουρμπίνας υπερσυμπιεστή κινητήρα δεξαμενής είναι κράμα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το νικέλιο K18, το οποίο επηρεάζει την απόδοση επιτάχυνσης της δεξαμενής λόγω του μεγάλου ειδικού βάρους και της αδράνειας εκκίνησης. Οι διαμεταλλικές ενώσεις τιτανίου-αλουμινίου και τα συστατικά τους αποτελούνται από ίνες αλουμίνας και καρβιδίου του πυριτίου. Το ενισχυμένο σύνθετο, ελαφρύ και ανθεκτικό στη θερμότητα νέο υλικό μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αρχική απόδοση του τανκ και να βελτιώσει την επιβίωσή του στο πεδίο της μάχης. Επιπλέον, οι διαμεταλλικές ενώσεις μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε μια ποικιλία ανθεκτικών στη θερμότητα εξαρτημάτων για τη μείωση του βάρους και τη βελτίωση της αξιοπιστίας και των δεικτών απόδοσης μάχης.

δομικά κεραμικά

Τα κεραμικά υλικά είναι τα πιο γρήγορα αναπτυσσόμενα υλικά υψηλής τεχνολογίας στον κόσμο σήμερα. Έχουν αναπτυχθεί από μονοφασικά κεραμικά σε πολυφασικά σύνθετα κεραμικά. Τα δομικά κεραμικά υλικά έχουν καλές προοπτικές εφαρμογής στη στρατιωτική βιομηχανία λόγω των πολλών εξαιρετικών ιδιοτήτων τους όπως αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, χαμηλή πυκνότητα, αντοχή στη φθορά και χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής.

Τα τελευταία χρόνια, εκτεταμένη ερευνητική εργασία έχει διεξαχθεί σε δομικά κεραμικά για στρατιωτικούς κινητήρες στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Για παράδειγμα, μικρές τουρμπίνες για υπερσυμπιεστές κινητήρων έχουν τεθεί σε πρακτική χρήση. Οι Ηνωμένες Πολιτείες έχουν ενσωματώσει κεραμικές πλάκες στην κορυφή του εμβόλου, γεγονός που έχει αυξήσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής του εμβόλου και επίσης βελτιώθηκε η θερμική απόδοση του κινητήρα. Η Γερμανία τοποθετεί κεραμικά εξαρτήματα στη θύρα εξάτμισης για να βελτιώσει την απόδοση της θύρας εξάτμισης. Η επένδυση εμβόλου και η επένδυση κυλίνδρου του μικροσκοπικού ψυγείου Stirling σε ξένες κάμερες θερμικής απεικόνισης υπερύθρων είναι κατασκευασμένες από κεραμικά υλικά, με διάρκεια ζωής έως και 2,000 ώρες. η ισχύς του γυροσκόπιου πυραύλων τροφοδοτείται από αέριο πυρίτιδας, αλλά το υπόλειμμα πυρίτιδας στο αέριο έχει αρνητικό αντίκτυπο στο γυροσκόπιο. Σοβαρή ζημιά. Προκειμένου να εξαλειφθούν τα υπολείμματα στο αέριο και να βελτιωθεί η ακρίβεια χτυπήματος του βλήματος, είναι απαραίτητο να μελετηθούν κεραμικά υλικά φίλτρων κατάλληλα για πυρίτιδα πυραύλων που λειτουργούν στους 2000 βαθμούς. Στον τομέα της βιομηχανίας όπλων, τα δομικά κεραμικά χρησιμοποιούνται ευρέως σε στροβίλους υπερσυμπιεστών κινητήρων κύριας δεξαμενής μάχης, κορυφές εμβόλων, ένθετα θυρών εξάτμισης κ.λπ., και αποτελούν βασικά υλικά για νέα όπλα και εξοπλισμό. Προς το παρόν, η απαίτηση ραδιοσυχνοτήτων για πολυβόλα διαμετρήματος 20-30 mm φθάνει πάνω από 1.200 φυσίγγια ανά λεπτό, γεγονός που καθιστά την κατάλυση της κάννης εξαιρετικά σοβαρή. Το υψηλό σημείο τήξης και η χημική σταθερότητα σε υψηλή θερμοκρασία των κεραμικών χρησιμοποιούνται για την αποτελεσματική καταστολή της σοβαρής κατάλυσης κάννης. Τα κεραμικά υλικά έχουν υψηλή αντοχή στη συμπίεση και αντοχή σε ερπυσμό. Μέσω λογικής σχεδίασης, τα κεραμικά υλικά μπορούν να διατηρήσουν μια τρισδιάστατη κατάσταση συμπίεσης και να ξεπεράσουν την ευθραυστότητά τους. , για να διασφαλιστεί η ασφαλής χρήση των κεραμικών επενδύσεων.