战略引领 体系制胜 中国兵器科学研究院全力打造“六位一体”创新治理体系

当前,全球范围内新一轮科技和产业革命正在加速兴起,世界各主要军事国家都在加紧布局;我军装备建设发展的战略、模式和前沿技术攻关方向都发生了重大变化,更加注重聚焦实战,更加注重体系建设;兵器工业集团统筹创新资源构建技术创新体系,打造充满活力的装备研发生态体系和基础研究生态体系。

能源区块链的跨链服务安全技术研究进展

在“双碳”目标推动下,能源产业数字化转型势在必行.随着区块链在能源行业数字化转型应用和发展,能源区块链概念逐渐形成共识,它是区块链与能源互联网深度融合的产业新形态,可助力能源主体之间的高效协作,为绿色低碳等创新业务模式提供技术支撑与服务.能源区块链的规模化发展离不开多层次跨链技术的突破,但能源区块链的跨链服务还面临着许多问题.将目前能源区块链领域的研究现状分为5类,即能源区块链架构、智能合约应用、跨链技术、区块链节点管理和区块链隐私保护,针对这5个方向分别总结相关研究工作,详细梳理出各研究方案的原理、优势与不足;然后,为促进能源区块链的跨链服务安全技术的发展,根据能源区块链的现实需求,结合监管机制与共识机制提出多层次跨链协同监管的能源区块链架构;最后,总结出能源区块链跨链服务安全技术中亟待解决的问题,并提出区块链在能源领域的研究展望.

基于实测数据的机动目标探测性能评估研究

基于TTP准则的静目标鉴别性能理论模型评估方法具有环境适应性强、性能预测准确、系统参数优化便利等优点,但此方法对动目标探测性能评估的准确性还需展开进一步研究。为了准确评估动目标的探测性能,文中搭建了靶标运动系统、红外目标生成系统和目标采集及储存系统;采用人眼阈值判断实验方法实现不同成像作用距离、不同运动速度、不同靶标尺寸下的目标探测性能评估,获得了目标探测概率性能曲线;结合NVThermIP现场性能评估理论模型,在系统性能参数输入一致时计算目标探测性能。实验结果表明:NVThermIP现场性能预测模型对于动目标探测性能的预测存在一定偏差,在实验测量的目标运动速率范围内,随着目标运动速率的提升,目标更易被探测。实验结果为动目标性能评估理论模型的修正提供了数据支持。

Al-Mg铝合金电子束焊接头组织及性能研究

采用电子束焊对3 mm厚的5A06铝合金进行了焊接,对焊接接头的焊缝形貌、显微组织和力学性能进行了测试分析。结果表明,电子束焊能量密度和焊接热输入对焊缝形貌、组织和性能产生重要影响;随着聚焦电流和焊接热输入增加,焊缝熔宽逐渐变大,热影响区逐渐变宽;电子束焊缝中心组织为均匀的细小等轴晶,没有明显的方向性,沿熔合线附近生成细等轴晶带;随着焊接热输入增加,焊缝中Mg元素含量减小,焊缝晶粒尺寸变大,导致焊接接头力学性能下降。

装备体系需求分析流程研究

阐述了装备体系需求分析的基本流程和方法,并就具体的作战对手分析、作战场景构想和体系指标分配等做了详细介绍。通过装备体系的正向需求分析,建立体系不足列表,为装备体系的设计提供输入。

水热法合成纳米MoS_(2)研究与应用进展

MoS_(2)是一种典型的二维过渡金属硫化物,广泛应用于润滑和催化领域。作为一种功能材料,纳米MoS_(2)的性能依赖于其表面的活性位点。因此,比表面积对其性能有很大影响。相比于其他合成方法,水热法合成的MoS_(2)纳米材料形貌规则,比表面积大,拥有丰富的活性位点。纳米MoS_(2)在储能、光催化、电催化析氢领域展现出良好的性能和应用前景。主要总结了近年来水热合成纳米MoS_(2)的研究进展,列举了纳米MoS_(2)在储能、光催化以及电催化析氢领域的一些案例,总结了纳米MoS_(2)的发展现状并对水热法合成纳米MoS_(2)的研究和前景进行了展望。

喷射沉积超高强铝基复合材料的组织及性能研究

采用喷射沉积技术研制铝基SiC复合材料,通过调整喷射沉积参数(雾化压力、扫描频率)和同轴送粉设备参数,研制出SiC均匀分布的直径为φ255 mm、高度为500 mm的喷射沉积铝基复合材料坯锭。微观组织结果表明,沉积坯锭晶粒均匀细小,无宏观偏析现象,晶粒平均尺寸为(17.3±4.7)μm,但部分晶粒之间存在微孔缺陷。SiC颗粒在基体中没有明显的富集,呈弥散分布,尺寸约5~20μm,且在SiC颗粒附近有微孔缺陷。经挤压处理、双极固溶处理、峰时效处理后,合金的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、弹性模量分别为650 MPa、600 MPa、6%、85 GPa,并且组织致密无微孔。

基于硬质WC涂层的不同摩擦副间的摩擦磨损特性及损伤机制研究

目的探究硬质WC-12Co涂层与摩擦副间的力学性能、摩擦磨损特性的对应关系。方法采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备WC-12Co硬质涂层,利用SEM、XRD、EDS等分析涂层的微观形貌、物相组成和元素分布规律等,研究该涂层与不同对偶配副的摩擦学性能及摩擦磨损机理等。结果采用HVOF技术制备的WC-12Co涂层中各元素及物相分布均匀,涂层的显微硬度约为1103.8HV0.3,纳米硬度约为20.47GPa。涂层和不同对偶配副的干摩擦因数均在0.80以上,磨损率在10^(-6)mm^(3/)(N·m)量级,其中与Al_(2)O_(3)对偶球配副时摩擦因数(约0.81)最低,与WC-6Co对偶球配副时摩擦因数(约0.85)最大,在与Al_(2)O_(3)配副时磨损率最大,约为11.09×10^(-6)mm^(3)/(N·m),与GCr15配副时磨损率最小,约为1.60×10^(-6)mm^(3)/(N·m)。结论硬质WC-12Co涂层致密均匀,其力学性能优异,与不同材质对偶球配副时其磨损机制有所不同,导致摩擦副间的摩擦因数和磨损率略有差异,但其耐磨性均良好,可以根据实际应用工况特点选择不同的摩擦副,以保证硬质碳化钨涂层的安全稳定长效服役。

粉末冶金(SiCp+B_(4)C)/6061Al复合材料组织与性能研究

采用热等静压工艺制备了体积分数为40%的(SiCp+B4C)/6061Al复合材料,研究固溶时效处理对40%(SiCp+B_(4)C)/6061Al复合材料显微组织、热导率、线膨胀系数、力学性能和微屈服强度的影响。结果表明:热等静压法制备的铝基复合材料组织致密;热等静压态复合材料的平均线膨胀系数为13.1×10^(-6) K^(-1),热导率为165.3 W/(m·K);固溶时效态复合材料的平均线膨胀系数为13×10^(-6) K^(-1),热导率为146.4 W/(m·K);与热等静压态相比,固溶时效态复合材料的抗拉强度提高了88%,为477 MPa,抗弯强度为644 MPa,微屈服强度为236 MPa,具有较高的力学性能和尺寸稳定性。本文采用的材料设计方法与热等静压成形技术,为高品质高体积分数颗粒增强铝基复合材料低成本制造提供基础。

离子束抛光对单晶硅表面质量影响的分子动力学模拟研究

离子束抛光作为一种超精密加工技术,被应用于材料表面抛光的精抛阶段,而其原子量级的去除效果使得它的加工过程与加工效果难以直接观察,因此为了能够从微观尺度研究离子束抛光的加工效果以及加工参数对材料表面粗糙度与表面损伤的影响,提出使用分子动力学模拟的方法研究离子束抛光过程,通过对氩离子轰击单晶硅的仿真模拟,分析加工参数对单晶硅表面粗糙度与晶格损伤的影响规律,指导实际的加工工艺设计.研究发现,在不同加工角度下,离子剂量对于表面粗糙度的影响规律不同,低角度(0°~40°)低剂量以及高角度(>50°)高剂量的加工有助于达到较低的表面粗糙度;随着加工角度的增加,离子束对晶体表面造成的损伤逐渐减少,当加工角度大于40°时能够大幅度减少晶格损伤.模拟结果显示在实际的离子束抛光过程中,为了得到高质量的表面,应该采取高角度高剂量的加工方式以达到既降低材料表面粗糙度又减小对材料表面晶格产生损伤的目的.

结构复合含能破片对柴油油箱的引燃试验研究

围绕Al/PTFE含能材料及其结构复合含能破片对柴油目标的引燃性问题,分别用动态冲击试验和枪发射试验研究了Al/PTFE、铝热剂及其混合配比材料的冲击反应特性及结构复合含能破片对柴油油箱的引燃性能。结果表明:Al/CuO比Al/PT-FE具有更低的反应激发速率,通过在Al/PTFE中添加Al/CuO能显著降低含能材料的冲击反应阈值。枪发射引燃柴油试验显示,分别以Al/PTFE、Al/PTFE-Al/CuO和Al/PTFE-2Al/CuO作为内部装料时,复合破片对柴油油箱持续引燃的速度阈值分别为1246、1171、1098 m/s。混合配比含能破片具有更高引燃能力的原因在于Al/CuO的加入降低了含能材料的整体发火阈值,同时提升了Al/PTFE的释能效率。

大口径火炮弹协调器机构可靠性优化设计研究

为提高弹协调器的交弹效率,同时保障协调交弹动作具有高可靠度,开展某弹协调器机构的可靠性优化设计。考虑主要几何尺寸、制造误差、重要构件弹性变形等影响因素,建立某弹协调器的参数化刚柔耦合动力学模型,通过参数化动力学分析,复现协调器的协调交弹动作失效,并建立相对应的功能函数及协调器可靠性优化设计模型。针对协调器可靠性优化模型,为提高优化设计的效率和精度,构建新的Kriging模型自适应更新策略,并与序列二次规划(SQP)方法、功能函数度量法(PMA)/可靠度指标法(RIA)结合,提出协调器机构可靠性优化设计方法。研究结果表明,在协调交弹可靠度满足要求的情况下大幅提高了某协调器的协调效率,也验证了所提方法的有效性和工程价值。

旋转锻造加工高比重W-Ni-Fe合金的退火工艺研究

使用粉末冶金工艺制备Ni/Fe为7∶3的W-Ni-Fe高比重钨合金,在使用旋转锻造方法进行形变强化后进行热处理。结果表明,锻造态W-Ni-Fe合金经过一定温度的锻后退火,强度有所提高,而塑性下降。样品的强度在一定的退火温度和保温时间范围内能得到提升,更高温度和更高时间的保温会使样品强度下降。不同钨含量的W-Ni-Fe合金,强度提升最大的退火温度和时间条件不同。SEM图像显示,退火前样品钨颗粒因旋转锻造变形呈现长条状织构,退火后钨颗粒的形状无明显变化。这些现象说明,锻造变形的合金样品经过锻后退火发生应变时效现象,使强度得到提升。研究明确了不同钨含量的W-Ni-Fe合金最佳的锻后退火工艺参数。

高重频声光门控自吸收免疫激光诱导击穿光谱技术分析研究

为了消除激光诱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)中的自吸收效应,提高元素定量分析的精确度,同时满足工业中便捷分析元素的要求,需将自吸收免疫激光诱导击穿光谱技术(self-absorption free laser-induced breakdown spectroscopy,SAF-LIBS)的装置小型化。本文提出了一项新型的高重频声光门控SAF-LIBS定量分析技术,使用高重频激光器产生准连续的等离子体以增强光谱强度,并将声光调制器(acousto-optic modulator,AOM)作为门控开关,从而使微型CCD光谱仪和AOM能够代替传统大型SAF-LIBS装置中的像增强探测器(intensified charge coupled device,ICCD)和中阶梯型光栅光谱仪,实现自吸收免疫的同时缩小了装置的体积,降低了装置的成本。将该系统参数进行优化选择后,对样品中的Al元素进行了定量分析和预测。实验结果表明,等离子体的特性受激光重复频率的影响进而会影响光谱信号的强度。在1~50 kHz激光重复频率范围内,Al I 394.4 nm和Al I 396.15 nm的双线强度先增强后减弱,确定最佳的激光重复频率为10 kHz。在不同的光纤采集角度下,Al的双线强度比随延迟时间的增加而减小,在45°处信噪比最高,且在一定的积分时间下,最佳光学薄时间t_(ot)为426 ns。在激光重复频率为10 kHz、光纤采集角为45°、延迟时间为400 ns的条件下,对Al元素进行定量分析和预测结果表明,Al元素定标曲线的线性度R2为0.982,平均绝对测量误差相对于单一LIBS的0.8%可以降低至0.18%。定量分析结果与传统大型SAF-LIBS装置的测量精度相持平。因此本高重频声光门控SAF-LIBS装置不仅有效地屏蔽了光学厚等离子体中的连续背景辐射和谱线加宽,同时具备小型化、低成本、高可靠性的优点,有助于推动SAF-LIBS技术由实验室走向工业应用。

铜及黄铜与模具钢界面稳态接触换热行为的研究

接触换热系数直接决定金属热加工过程的温度分布,进而影响零件的微观组织及使役性能。本文采用自主开发的稳态接触换热设备和测量系统,系统研究了纯铜及H62黄铜与H13模具钢在接触面温度为200~600℃、压力为1.56~12.56 MPa下的接触换热行为。结果表明,载荷加载的历程对接触换热系数有较大影响,相比于从低载荷加载到目标压力时,从高载荷卸载到同一目标压力测得的接触换热系数更高;在相同加载历程下,接触换热系数随着界面温差的升高而增加,且界面温度高于400℃时接触换热系数增速变快;接触换热系数与压力呈幂指数关系增长,随着压力的增大,接触换热系数增长逐渐变得缓慢;在相同条件下,黄铜/H13传热时的温度梯度更大,导致黄铜/H13的接触换热系数更大。

脉冲相干激光测风FFT和fCWT融合算法的研究

在脉冲相干激光雷达测风中,广泛使用的FFT算法运算简便快速,但测风的距离分辨率难以进一步提高,而连续小波变换(CWT)等时频分析方法具有时频精细分析能力,但计算实时性差,提出了一种结合FFT和快速连续小波变换(fCWT)优势的融合算法,算法继承了CWT精细分析能力,而运算速度显著加快。通过对融合算法以及CWT、FFT算法就雷达测风仿真数据及实测数据进行对比,融合算法及CWT和FFT算法绘制的风速曲线趋势一致,但具有更丰富细节,融合算法计算时间相比CWT算法减少了45%以上。此融合算法为提高脉冲相干激光测风雷达测风性能提供了一种新思路。

TiB_(2)相含量对SiC-B_(4)C-TiB_(2)三相复合陶瓷微观结构演变和力学性能影响研究

以SiC、B_(4)C、TiO_(2)和C为原料,通过无压固相烧结原位制备SiC-B_(4)C-TiB_(2)三相复合陶瓷,并系统研究了不同TiB_(2)相含量对复合陶瓷微观结构演变和力学性能的影响。结果表明,TiO_(2)可在烧结过程中完全转化为TiB_(2)相,TiB_(2)含量的增加会促进SiC-B_(4)C复合陶瓷的烧结致密化,当TiB_(2)含量为12 vol.%时,复合陶瓷的最大相对密度达到97.82%,体积密度和表观孔隙率分别为3.12 g·cm^(-3)和2.6%。复合陶瓷的力学性能随着密度的增加而提高,抗弯强度、维氏硬度和断裂韧性最高分别达到(491±24)MPa、(30.1±0.8)GPa和(5.17±0.23)MPa·m^(1/2)。SiC-B_(4)C-TiB_(2)三相复合陶瓷增韧机制以残余热应力增韧为主,裂纹偏转和弥散颗粒相的钉扎等机制协同增韧。

碳化硅陶瓷磨削过程裂纹扩展行为研究

为研究碳化硅材料的磨削机理,进行单磨粒磨削加工实验。结果表明:碳化硅的主要去除方式为脆性去除,同时表面产生横向裂纹。为研究不同尺寸裂纹在加载磨削过程中的损伤行为,采用预置裂纹法进行仿真,结果显示,裂纹的扩展在其尖端应力达到临界值后首先沿裂纹尖端进行扩展,随着应力的进一步增大,裂纹扩展方向发生偏转;在相同情况下大尺寸裂纹的临界扩展应力较低,表面平行裂纹的临界扩展应力小于垂直裂纹。

SiC复合陶瓷增韧研究现状

SiC陶瓷具有优良的性能,被广泛应用于各领域,但因韧性不足而制约其作为结构材料的应用,故提升其韧性已成为研究热点和焦点。因此,综述了颗粒、晶须、纤维和低维纳米材料(碳纳米管和石墨烯)等不同增强相增韧SiC复合陶瓷的研究现状,期望为今后SiC陶瓷的增韧研究提供参考。

高熵形状记忆合金的研究进展

TiNi形状记忆合金具有优异的形状记忆效应和超弹性,使其广泛应用于航空航天、生物医疗等领域。然而,面对日益增长的在更苛刻环境下服役的需求,传统二元TiNi合金存在着相变温度低、高温环境下功能特性丧失和强度不足等问题,还需要不断优化合金成分和热处理工艺以提升其性能,从而发展出高性能形状记忆合金。TiNi合金的力学性能和功能特性受多种因素的影响,本文主要从合金成分的角度重点概述了各合金化元素对合金微观组织、马氏体相变行为、形状记忆效应和超弹性的影响,并结合高熵合金化思想,综述了近年来在TiNi基高熵形状记忆合金领域取得的进展。最后展望了TiNi基形状记忆合金未来的发展方向及应用前景。