Tsena lehibe amin'ny fitaovana vaovao ho an'ny indostrian'ny miaramila (iray)
New materials, also known as advanced materials, refer to new materials that have been successfully researched and are being developed and have excellent characteristics and functions and can meet the needs of high technology. The development of human history shows that materials are the material basis and guide of social development, while new materials are the milestone of social progress.
Materials technology has always been a very important field in the scientific and technological development planning of all countries in the world. Together with information technology, biotechnology and energy technology, it is recognized as a high technology that will dominate the overall human situation in today’s society and for a long time in the future. The high technology of materials is also the key technology of modern industry supporting human civilization today, and is also the most important material foundation of a country’s national defense force. National defense industry is often the priority user of new material technology achievements. The research and development of new material technology plays a decisive role in the development of national defense industry and weapons and equipment.
Strategic significance of new military materials
New military materials are the material basis of the new generation of weapons and equipment, and also the key technology in the military field of the world today. The military new material technology is the new material technology used in the military field, no fanalahidin'ny fitaovam-piadiana sy fitaovana maoderina, ary singa manan-danja amin'ny teknolojia avo lenta ara-tafika. Ny firenena manerana izao tontolo izao dia nanan-danja lehibe tamin'ny fampivoarana ny teknolojia ara-materialy vaovao. Ny fanafainganana ny fivoaran'ny teknolojia ara-materialy vaovao dia fepetra manan-danja amin'ny fitazonana ny fitarihana miaramila.
Toe-javatra ankehitriny sy ny fivoaran'ny fitaovam-piadiana vaovao
Ny fitaovam-piadiana vaovao dia azo zaraina ho fitaovana ara-drafitra sy fitaovana miasa araka ny fampiasana azy, izay ampiasaina indrindra amin'ny indostrian'ny fiaramanidina, indostrian'ny aerospace, indostrian'ny fitaovam-piadiana sy ny indostrian'ny sambo.
Fitaovana ara-miaramila
1. Aluminum firaka
Aluminum firaka no fitaovana ara-drafitra metaly be mpampiasa indrindra amin'ny indostrian'ny miaramila. Aluminum firaka dia manana ny toetra ny hakitroky ambany, high strength and good processing performance. As a structural material, because of its excellent processing performance, it can be made into various sections of profiles, fantsona, high-ribbed plates, Sns, to give full play to the potential of materials and improve the rigidity and strength of components. Ary noho izany, aluminum alloy is the preferred lightweight structural material for weapon lightweight.
In the aviation industry, aluminum alloy is mainly used to manufacture aircraft skin, partition frame, long beam and honing strip; In the aerospace industry, aluminum alloy is an important material for the structural parts of launch vehicles and spacecraft. In the field of weapons, aluminum alloy has been successfully used in infantry combat vehicles and armored transport vehicles. Ny tilikambo howitzer vao haingana novolavolaina dia mampiasa akora firaka aluminium vaovao be dia be.
Tato anatin'ny taona vitsy lasa, nihena ny fanjifana firaka aluminium amin'ny indostrian'ny aerospace, fa mbola iray amin'ireo fitaovana ara-drafitra lehibe indrindra amin'ny indostrian'ny miaramila. Ny fironana amin'ny fampandrosoana ny firaka aluminium dia ny mikatsaka ny fahadiovana ambony, hery lehibe, henjana avo sy ny hafanana avo fanoherana. Ny firaka aluminium ampiasaina amin'ny indostrian'ny tafika dia ahitana indrindra ny firaka lithium aluminium, aluminium firaka varahina (2000 ANDIAN-DAHATSORATRA) ary aluminium zinc magnesium firaka (7000 ANDIAN-DAHATSORATRA).
Ny alloy Al-Li vaovao dia ampiharina amin'ny indostrian'ny fiaramanidina, ary voalaza fa hihena 8 ~ 15% ny lanjan'ny fiaramanidina.; Al-Li alloy dia ho lasa fitaovana ara-drafitra kandidà ho an'ny fiara aerospace sy ny akorandriaka balafomanga manify.. Miaraka amin'ny fivoarana haingana ny indostrian'ny aerospace, the research focus of Al-Li alloy is still to solve the problems of poor toughness in thickness direction and cost reduction.
2. Magnesium alloy
As the lightest engineering metal material, magnesium alloy has a series of unique properties, such as light specific gravity, high specific strength and specific stiffness, good damping and thermal conductivity, strong electromagnetic shielding ability, and good shock absorption, which greatly meets the needs of aerospace, modern weapons and other military fields.
Magnesium alloy has many applications in military equipment, such as tank seat frame, commander’s mirror, gunner’s mirror, gearbox box, engine filter base, inlet and outlet pipes, air distributor base, oil pump housing, water pump housing, oil heat exchanger, oil filter housing, valve cover, respirator and other vehicle parts; Tohano ny kabine sy ny hoditra aileron, rindrina rindrina, stiffening frame, takelaka familiana, rafitra fisarahana sy ny balafomanga sy ny balafomanga singa hafa amin'ny balafomanga fiarovana an'habakabaka tetika; mpiady, baomba, angidimby, fiaramanidina fitaterana, radar an'habakabaka, balafomanga an-tanety, balafomanga mpitatitra, zanabolana sy singa hafa amin'ny sambon-danitra. Ny firaka manezioma dia manana toetra maivana, hery manokana tsara sy stiffness, tsara damping fampisehoana, fitsabahana elektromagnetika sy hery fiarovana mafy, izay afaka mahafeno ny fepetra takian'ny vokatra miaramila amin'ny fampihenana lanja, fisoronana tabataba, fisoronana sy fiarovana taratra. Manana anjara toerana lehibe amin'ny fananganana ny aerospace sy ny fiarovam-pirenena izy io, ary ny fitaovana fototra ilaina amin'ny fitaovam-piadiana sy fitaovana toy ny fiaramanidina, zanabolana, zana-tsipìka, fiaramanidina mpiady sy fiara fiadiana.
3. Titanium alloy
Ny firaka Titanium dia manana tanjaky ny tensile avo (441~1470MPa), ambany hakitroky (4.5g/cm3), tsara harafesina fanoherana, Ny herin'ny fiaretana amin'ny hafanana ambony sy ny hamafin'ny fiantraikany amin'ny hafanana ambany amin'ny 300 ~ 550 ℃, ary fitaovana ara-drafitra maivana tsara indrindra. Ny firaka Titanium dia manana ny toetra mampiavaka ny superplasticity. Mampiasa teknolojia fatorana superplastic formation-diffusion, ny firaka dia azo atao ho vokatra amin'ny endrika sarotra sy ny habeny marina amin'ny kely fanjifàna angovo sy ny fitaovana.
Ny fampiharana ny firaka titane amin'ny indostrian'ny fiaramanidina dia ny fanaovana ampahany ara-drafitra fuselage fiaramanidina, fitaovam-pipetrahana, fanohanana andry, kapila compressor motera, lelany sy ny tonon-taolana, sns; In the aerospace industry, Ny firaka titane dia ampiasaina indrindra amin'ny fanaovana singa mitondra entana, zana-kazo, varingarina entona, fanaka fanerena, akorandriaka turbopump, akorandriaka maotera rocket mafy, nozzles sy ny singa hafa.
Anisan'ireo firaka titane efa misy ho an'ny aerospace, Ny be mpampiasa indrindra dia a+b karazana Ti-6Al-4V firaka. Tato anatin'ny taona vitsy lasa, ny Tandrefana sy Rosia dia nanamboatra firaka titane roa vaovao, izay firaka titane manana hery ambony, mafy mafy, weldability sy endrika tsara, ary hafanana avo, hery avo sy lelafo-retardant titane alloys. Ireo firaka titane roa mandroso ireo dia manana fanantenana fampiharana tsara amin'ny indostrian'ny aerospace ho avy.
Miaraka amin'ny fivoaran'ny ady maoderina, mila rafitra howitzer mandroso miaraka amin'ny hery matanjaka ny tafika, lavitra, fahitsiana avo lenta sy fahaiza-manao haingana. Ny iray amin'ireo teknolojia manan-danja amin'ny rafitra howitzer mandroso dia ny teknolojia ara-materialy vaovao. Ny maivana amin'ny tilikambo basy mandehandeha, Ny singa sy ny fitaovana ho an'ny fiara mifono vy metaly maivana dia fironana tsy azo ihodivirana amin'ny fivoaran'ny fitaovam-piadiana. On the premise of ensuring dynamic and protective performance, titanium alloys are widely used in military weapons.
In the past quite a long time, titanium alloy has been greatly limited in application due to its high manufacturing cost. Tato anatin'ny taona vitsy lasa, countries around the world are actively developing low-cost titanium alloys. While reducing costs, they also need to improve the properties of titanium alloys.
4. Fitaovana composite
4.1 Resin matrix composites
Resin-based composites are widely used in military industry due to their good formability, hery manokana avo, high specific modulus, ambany hakitroky, fatigue resistance, shock absorption, chemical corrosion resistance, good dielectric properties and low thermal conductivity.
In the aviation industry, resin matrix composites are used to manufacture aircraft wings, fuselage, canards, flat tails and engine external culverts; Ao amin'ny sehatry ny aerospace, resin matrix composites are not only important materials for rudder, radar sy ny fidirana, fa azo ampiasaina amin'ny fanamboarana ny akorandriaka insulation mafana amin'ny efitrano fandoroana ny maotera balafomanga mafy, ary koa azo ampiasaina ho toy ny ablative hafanana fiarovana fitaovana ny maotera nozzle. Ny composite resin cyanate vaovao novolavolaina tato anatin'ny taona vitsivitsy dia manana tombony amin'ny fanoherana ny hamandoana matanjaka, fananana dielectric microwave tsara sy fahamarinan-toerana tsara, ary ampiasaina betsaka amin'ny fanamboarana rafitra aerospace, rafitra mitondra entana voalohany sy faharoa ary radar radar.
4.2 Metal matrix composites
Ny composites metaly matrix dia nampiasaina betsaka tamin'ny indostrian'ny miaramila noho ny tanjany manokana, high specific modulus, tsara fampisehoana mari-pana ambony, ambany fanitarana mafana coefficient, fahamarinan-toerana tsara, ary conductivity mafana tsara.
VIRATY, manezioma sy titane no tena substrate ny metaly matrix composites, ary ny fitaovana fanamafisana dia azo zaraina ho sokajy telo amin'ny ankapobeny: fibre, sombiny sy volombava. Anisan-dry zareo, composites aluminium matrix nohamafisina dia niditra tao amin'ny fanamarinana modely. Ohatra, rehefa ampiasaina ho vombony amin'ny fiaramanidina mpiady F-16 hanoloana firaka aluminium, nihatsara be ny hamafiny sy ny fiainany.
Ny fibre karbônina manamafy ny aluminium sy ny magnesium matrix composite dia manana tanjaka manokana, manakaiky ny aotra fanitarana mafana sy ny fahamarinan-toerana tsara, ary nahomby tamin'ny fanaovana fanohanana zanabolana, Antenna fiaramanidina L-band, teleskaopy habakabaka, satelita paraboloida antena, sns; Silicon carbide sombintsombiny nanamafy aluminium matrix composites manana mari-pana ambony tsara fampisehoana sy mitafy fanoherana, ary azo ampiasaina hanamboarana singa balafomanga sy balafomanga, infrarouge sy tamin'ny laser tari-dalana singa singa, precision avionics singa, sns;
Silicon carbide fibre nanamafy titane matrix composite manana mari-pana ambony tsara sy ny oxidation fanoherana. Izy io dia fitaovana ara-drafitra tsara indrindra ho an'ny maotera avo lenta. Amin'izao, efa tafiditra amin'ny dingan'ny fitiliana ny maotera mandroso.
Amin'ny sehatry ny indostrian'ny fitaovam-piadiana, metaly matrix composite akora azo ampiasaina ho an'ny faritra toy ny sabot ny vombony kaliber lehibe miorim-paka shelling penetrator, akorandriaka maotera matanjaka amin'ny balafomanga anti-helicopter/anti-tank multi-purpose, mba hampihenana ny lanjan'ny warhead sy hanatsara ny fahaiza-miady.
4.3 Ceramic matrix composites
Ny composite matrix seramika dia teny ankapoben'ny fitaovana misy fibre, volombava na poti ho toy ny fanamafisana sy matrix seramika amin'ny alalan'ny dingana mitambatra sasany. Azo jerena fa ny composite matrix seramika dia fitaovana multiphase izay ahitana ny fampidirana ny singa faharoa amin'ny matrix seramika., izay maharesy ny fahapotehan'ny fitaovana seramika, ary lasa lafin-javatra mavitrika indrindra amin'ny fikarohana siantifika ara-materialy ankehitriny.
Ny composites matrix seramika dia miavaka amin'ny hakitroky ambany, hery manokana avo, toetra mekanika mafana tsara sy fanoherana ny fahatafintohinana mafana, ary iray amin'ireo fitaovana fanohanana fototra amin'ny fampandrosoana ny indostrian'ny miaramila amin'ny ho avy.
Na dia fitaovana vita amin'ny seramika aza dia manana fampisehoana tsara amin'ny hafanana, marefo izy ireo. Ny fomba hanatsarana ny hakingan'ny fitaovana seramika dia ny fanamafisana ny fiovan'ny dingana, fanamafisana microcrack, fanamafisam-peo miparitaka ary fanamafisana fibre mitohy.
Ny composites matrix seramika dia ampiasaina indrindra amin'ny fanaovana valve nozzle ho an'ny motera turbine entona fiaramanidina. Manana anjara toerana lehibe izy ireo amin'ny fanatsarana ny tahan'ny lanjan'ny motera sy ny fampihenana ny fanjifana solika.
4.4 Carbon-carbon composite
Carbon-carbon composite dia fitaovana composite misy fibre karbônina manamafy ny agent sy carbon matrix.. Manana tombony maromaro ny fitambarana karbôna-karbonina, toy ny hery manokana avo lenta, fanoherana mafana mafana tsara, fanoherana mafy ablation, ary fampisehoana azo atao. Ny fivoaran'ny composites karbôna-karbonina dia mifandray akaiky amin'ny fepetra henjana amin'ny teknolojia aerospace. Hatramin'ny taona 1980, ny fikarohana ny karbôna-karbonina composites dia niditra tao amin'ny dingana fanatsarana ny fampisehoana sy ny fanitarana ny fampiharana.
Ao amin'ny indostrian'ny miaramila, the most noticeable application of carbon-carbon composites is the anti-oxidation carbon-carbon nose cone cap and wing leading edge of the space shuttle, and the largest amount of carbon-carbon products is the brake pads of supersonic aircraft.
The carbon-carbon composite material is mainly used as ablative material and thermal structural material in aerospace. manokana, it is used as nose cone cap of intercontinental missile warhead, solid rocket nozzle and leading edge of aerospace aircraft wing.
Amin'izao, the density of advanced carbon-carbon nozzle material is 1.87~1.97 g/cm3, and the hoop tensile strength is 75~115 MPa. The recently developed long-range intercontinental missile end caps almost all use carbon-carbon composite materials.
With the development of modern aviation technology, mitombo ny kalitaon'ny entana entana ary mitombo ny hafainganam-pandehan'ny fiaramanidina, izay mametraka fepetra ambonimbony kokoa amin'ny famerana vonjy maika amin'ny fiaramanidina. Maivana ny akora mitambatra karbôna-karbonina, fanoherana ny hafanana avo, angovo lehibe hisakana ny fiasan'ireny sy tsara friction fampisehoana. Ampiasaina betsaka amin'ny fiaramanidina miaramila haingam-pandeha izy io mba hanaovana brake pad.
5. vy mahery indrindra
Ny vy mahery vaika mahery vaika dia vy miaraka amin'ny tanjaky ny vokatra sy ny tanjaky ny tensile mihoatra 1200 MPa ary 1400 MPa tsirairay. Izy io dia fikarohana sy novolavolaina mba hahafeno ny fepetra takian'ny fitaovana manana tanjaka manokana avo lenta amin'ny firafitry ny fiaramanidina. Noho ny fanitarana ny fampiharana ny titane firaka sy ny fitaovana mitambatra amin'ny fiaramanidina, nihena ny habetsaky ny vy ampiasaina amin'ny fiaramanidina, but the key load-bearing components in aircraft are still made of ultra-high strength steel.
Amin'izao, the representative low alloy ultra-high strength steel 300M in the world is a typical steel for aircraft landing gear. Ankoatry ny, low alloy ultra-high strength steel D6AC is a typical solid rocket motor shell material. The development trend of ultra-high strength steel is to continuously improve toughness and stress corrosion resistance while ensuring ultra-high strength.
6. Advanced superalloy
Superalloy is the key material of aerospace power system. The superalloy is an alloy that can bear certain stress at high temperature of 600~1200oC and has the ability of oxidation resistance and corrosion resistance. It is the preferred material for the turbine disk of aerospace engine. According to the different matrix components, superalloys can be divided into three categories: iron-based, nickel-based and cobalt-based.
The engine turbine disk was made of forged superalloy before the 1960s, with typical brands of A286 and Inconel 718. In the 1970s, GE made CFM56 engine turbine disc with rapidly solidified powder Rene95 alloy, which greatly increased its thrust-weight ratio and significantly increased its service temperature. Since then, powder metallurgy turbine discs have developed rapidly.
Recently, the superalloy turbine disk manufactured by spray deposition rapid solidification process in the United States is a preparation technology with great development potential because of its simple process, low cost and good forging processing performance compared with powder superalloy.
7. Tungsten alloy
Tungsten has the highest melting point among metals. Ny tombony miavaka dia ny fandrefesana avo dia mitondra hery tsara amin'ny hafanana sy ny fanoherana ny harafesina amin'ny fitaovana, ary mampiseho toetra tena tsara amin'ny indostrian'ny miaramila izany, indrindra amin'ny famokarana fitaovam-piadiana. Ao amin'ny indostrian'ny fitaovam-piadiana, izy io no tena ampiasaina amin'ny fanaovana lohan-doha amin'ny fitaovam-piadiana isan-karazany.
Amin'ny alàlan'ny teknolojia fanodinana vovoka sy teknolojia fanamafisana ny deformation lehibe, Ny firaka tungstène dia afaka manadio ny voa amin'ny fitaovana ary manitatra ny fiorenan'ny vary, mba hanatsarana ny hery, ny hamafin'ny sy ny fidirana amin'ny fitaovana. Amin'izao, tungstène firaka dia be mpampiasa ho toy ny fototra akora ho an'ny lehibe fiara mifono vy fiadiana-fitevina projectile amin'ny halavany-savaivony lehibe tahan'ny., projectile piercing fitaovam-piadiana miady amin'ny fiaramanidina kely sy antonony ary hypervelocity angovo kinetika piercing projectile, izay mahatonga ny karazana projectiles manindrona fiadiana ho mahery kokoa.
8. Tambajotra intermetaly
Ny fitambarana intermetallic dia manana rafitra superlattice efa ela ary mitazona fatorana metaly matanjaka, izay mahatonga azy ireo hanana toetra ara-batana sy simika manokana ary toetra mekanika.
Ao amin'ny indostrian'ny miaramila, Ny intermetallic compounds dia nampiasaina hanamboarana kojakoja mahazaka hafanana, toy ny motera turbine entona JT90 novokarin'ny United States Puo Company, ny lelany rotor amin'ny motera fiaramanidina kely novokarin'ny Tafika an'habakabaka Etazonia miaraka amin'ny titane sy alimo, ary ny rosiana titane sy aliminioma intermetallic compounds dia nampiasaina hanolo ny hafanana mahatohitra alloys ho toy ny plug top, manatsara be ny fiasan'ny motera.
Amin'ny sehatry ny indostrian'ny fitaovam-piadiana, K18 nickel-base superalloy dia ampiasaina ho fitaovana turbine ny supercharger maotera tanky. Noho ny tahan'ny lehibe sy ny inertia fanombohana lehibe, misy fiantraikany ny fahombiazan'ny tanky. Ny fampiharana ny titane-aluminium intermetallic fitambarana sy ny composite maivana hafanana mahatohitra akora vaovao nohamafisin'ny aluminium oxide sy silisiôma carbide fibre dia afaka manatsara be ny fanombohan'ny ny tanky sy manatsara ny viability amin'ny ady..
Ankoatry ny, azo ampiasaina amin'ny singa isan-karazany mahatohitra hafanana mba hampihenana lanja koa ny intermetallic compounds, manatsara ny fahatokisana ary miady amin'ny tondro ara-teknika.
9. Seramika ara-drafitra
Ny fitaovana seramika no fitaovana avo lenta mivoatra haingana indrindra eto amin'izao tontolo izao ankehitriny. Izy io dia nivoatra avy amin'ny seramika tokana mankany amin'ny seramika mitambatra maromaro. Ny fitaovana seramika ara-drafitra dia manana fahatsinjovana fampiharana tsara amin'ny indostrian'ny miaramila noho ny toetrany tena tsara toy ny fanoherana ny hafanana, ambany hakitroky, mitafy fanoherana sy ambany fanitarana mafana coefficient.
Tato anatin'ny taona vitsy lasa, be dia be ny asa fikarohana natao tamin'ny seramika ara-drafitra ho an'ny motera miaramila ao an-trano sy any ivelany.
Ohatra, ny turbine kelin'ny motera supercharger dia nampiharina; Ny Etazonia dia mametraka takelaka seramika eo an-tampon'ny piston, izay manatsara ny fiainan'ny piston ary manatsara ny fahombiazan'ny motera. Alemana dia mampiditra singa seramika ao amin'ny seranan-tsambo setroka mba hanatsarana ny fahombiazan'ny fampiasana ny seranan-tsambo. The piston sleeve and cylinder sleeve of the miniature Stirling refrigerator on the foreign infrared thermal imager are made of ceramic materials, and their service life is up to 2000 hours; The power of the missile gyroscope is supplied by gunpowder gas, but the gunpowder residue in the gas has serious damage to the gyroscope.
In order to eliminate the residue in the gas and improve the hit accuracy of the missile, it is necessary to study the ceramic filter material suitable for the missile gunpowder gas to work at 2000oC. Amin'ny sehatry ny indostrian'ny fitaovam-piadiana, structural ceramics are widely used in the turbocharger turbine, piston crown, exhaust port inlay, sns. of the main battle tank engine, and are the key materials of new weapons and equipment. Amin'izao, the radio frequency requirement of the 20-30mm caliber machine gun is more than 1200 rounds/minute, izay mahatonga ny fahapotehan'ny barika ho tena matotra. Ny teboka levona avo sy ny fahamarinan-toeran'ny simika amin'ny hafanana avo amin'ny seramika dia afaka manakana ny fikorontanan'ny basy lehibe.. Ny fitaovana seramika dia manana fanoherana avo lenta sy fanoherana ny creep. Amin'ny alàlan'ny famolavolana mitombina, ny fitaovana seramika dia afaka mitazona ny fanjakana famatrarana amin'ny lafiny telo, mandresy ny fahapotehany, ary miantoka ny fampiasana azo antoka ny liner seramika.
