搅拌摩擦固相沉积增材制造研究现状

基于搅拌摩擦焊与增材制造技术开发的搅拌摩擦固相沉积增材制造为金属增材制造提供了一种独特的固相加工路线,其具有适用材料范围广、构件综合性能良好、效率高、成本低等优点,在航空航天、武器装备等领域金属及金属基复材结构件制备方面具有广阔的应用潜力。鉴于搅拌摩擦固相沉积增材制造的独特优势,本文首先对搅拌摩擦固相沉积增材制造技术的基本原理、完全耦合的热变形过程以及沉积层宏观成形进行了简单介绍,之后对增材沉积层微观组织演变和力学性能进行了重点论述,大量研究表明搅拌摩擦固相沉积增材制造中独特固相成形可使增材构件产生类锻造态显微组织,该技术已被逐步应用于结构件制备、修复、涂层加工等领域中。最后对搅拌摩擦固相沉积增材制造技术进行了展望,指出该技术未来需在仿真模拟、制造工艺、技术优化、质量监测、复杂构件制备等领域中进一步研究和突破。

船舶机电设备综合可靠性试验技术研究综述

首先,阐述了船舶机电设备综合应力特征及其耦合效应,包括温湿度-振动、温湿度-盐雾、振动-摇摆、工作载荷-综合环境等耦合,表明可靠性试验中综合应力耦合的必要性;其次,概述了国内外综合试验装置研制情况,包括三综合、四综合试验装置,振动-摇摆试验装置,工作载荷-综合环境试验装置,了解到现有综合应力试验设备已不能满足船舶机电设备真实环境模拟的要求;最后,梳理、对比了温湿-振动、温湿-盐雾、摇摆-振动和工作载荷-综合环境可靠性试验方法研究现状,并以船舶离心泵为对象,模拟离心泵实船服役环境,提出了一种适用于船舶机电设备的可靠性试验技术方案,为后续建立船舶机电设备综合可靠性试验标准提供了参考。

湿热海洋环境下舰炮装备铝合金铸件腐蚀失效行为研究

针对湿热海洋环境条件下舰炮装备铝合金构件使用时出现的防护性问题,采用模拟海洋环境工况耦合试验方法对其腐蚀行为进行研究,利用扫描电镜、金相显微镜等方法对铝合金断口形貌、腐蚀形貌及组织形貌等进行分析,利用能谱分析方法对腐蚀区域及断口表面元素成分进行分析。结果表明,ZL205A模拟件的裂纹在晶间腐蚀区域萌生,并在腐蚀及应力耦合作用下不断延伸、扩展,最终导致铸铝合金构件开裂,ZL205A铸铝合金的腐蚀类型为应力腐蚀。

车用防火复合涂层老化行为及功能损伤研究

为研究军事特种车辆用膨胀型防火复合涂层在沿海环境中的老化行为和性能变化规律,采用耐循环腐蚀环境试验(盐雾、干热、湿热),考察了实验过程中涂层外观、光泽、微观形貌、化学结构、附着力和防火性能,探讨了面漆层的老化机理。结果表明:水和热是涂层聚合物链断裂的主要原因,主要表现为Si—O和Si—C键断裂;腐蚀介质可能扩散到了复合涂层内部;老化降低了涂层的附着力和防火性能,90次循环盐雾老化后,附着力和防火性能分别下降47.5%和14.28%;膨胀型防火复合涂层的老化是腐蚀介质渗透、涂层水解和热氧降解协同作用的结果;复合涂层具有良好的防火性能。

一种基于目标与背景特征分离模型的高光谱目标检测修正算法

高光谱图像立方体数据可以提供成像场景中地物在可见光和近红外波长范围内的空间信息和地物属性诊断的光谱特征信息,在目标检测与识别方面拥有得天独厚的天然优势。然而,基于高光谱图像数据的目标检测也存在一定缺陷,如经典的高光谱目标检测算法仅利用光谱维度信息检测目标,检测模型要么对背景高维特征矩阵构建的准确度不足,要么对背景先验光谱特征的完备性要求较高,导致算法对不同复杂度的检测场景适应性不强。因此,基于计算复杂度较低、参数需求量较少且检测性能较为优异的经典多目标检测算法—多目标约束能量最小化(MCEM),提出了一种基于目标与背景环境特征分离模型的高光谱目标检测修正算法(R-MCEM)。首先,设计了一个与目标形状、尺寸相近的逐像元移动运算窗口,依次计算窗口中的每个像元与窗口内其他像元的光谱距离之和D1,像元与各类目标的光谱距离之和D2。其次,采用获得D1/D2最小值的像元替换窗口内的所有像元值。然后,自左向右、自上而下逐像元移动窗口,重复窗口内每一个像元与目标、背景像元的光谱距离运算,并确定窗口内与背景相似度最高、与目标相似度最低的像元。直到移动运算窗口遍历整个高光谱图像,大幅提升了基于目标与背景环境特征分离的背景高维特征矩阵准确度。分别设计了基于实测高光谱图像数据和模拟图像数据的修正检测算法性能验证试验,并采用三维操作特征曲线(3D ROC)结合目标与背景分离度(SDBT)开展修正算法的检测精度评估。试验结果表明,提出的修正算法有效减少了虚警率,提高了检测精度。基于实测数据的检测精度、目标与背景分离度由MCEM算法的0.937 7、 0.57提升到R-MCEM的0.993 5、 0.67,基于模拟数据的亚像元检测能力由MCEM的20%丰度提升到R-MCEM的15%丰度。

Q235钢海洋大气腐蚀暴露试验研究

采用Q235钢在海南万宁距海岸95m、25m和海洋平台3个暴露点进行了半年大气腐蚀暴露试验,同时持续监测各暴露点空气中的氯离子含量。利用视频显微镜观测样品锈层的腐蚀形貌,采用比浊法测定腐蚀产物中氯离子含量,使用FTIR光谱仪分析锈层的物相组成。结果表明,样品的朝阳面和背阳面腐蚀形貌存在较大差异,各暴露点样品腐蚀深度与各点空气中及锈层中的氯离子含量密切相关,腐蚀产物的主相为γ-FeOOH和Fe3O4,次相为α-FeOOH和-δFeOOH。

铝及铝合金含氟聚合物协合涂层技术研究

研究了铝及铝合金硬质阳极氧化协合含氟聚合物自润滑涂层技术。将铝及铝合金先进行硬质阳极氧化 ,然后采用热浸或二次电解的方法将氟聚合物微粒引入阳极氧化膜微孔及其表面 ,通过真空精密热处理的方法形成协合涂层。协合涂层的显微硬度比普通硬质阳极氧化膜的硬度提高 10 0 0～ 30 0 0MPa(相当于HV0 .5N10 0～ 30 0 )。LC4铝合金涂层硬度可达HV0 .5N6 30～ 6 5 0 ,实现了持久的干膜润滑 ,动摩擦因数降低至 0 .14以下 ,该涂层耐中性盐雾试验 2 0 0 0h ,耐腐蚀性能优良。

彩色建筑节能热反射隔热涂料研究

以高温烧结彩色陶瓷空心微珠为热反射隔热涂料的功能填料,制备了各色热反射隔热涂料,对涂层结构和组成配比进行了研究,试验结果表明:在相同颜色条件下,添加有彩色陶瓷空心微珠的涂层热传导率低,近红外反射率明显高于普通涂层,与染色的空心微珠相比,耐酸碱性、耐候性和耐高温性能优异,在建筑节能、工业仓储保温方面,具有广泛的应用前景。

国外轻质结构材料在国防工业中的应用

分析国外轻质结构材料铝合金、钛合金及镁合金的研究现状,重点探讨这几种主流轻质结构材料在国外航空航天、武器装备及舰船上的应用,并例举3种轻质结构材料在各国军事装备上的应用情况,同时还对国防行业中轻质结构材料的发展趋势进行了探讨,指出通过国防工业选材特点,分析未来武器装备材料的发展趋势。

NaCl介质中AZ31镁合金的动态电化学腐蚀行为研究

通过自腐蚀电位、电化学阻抗谱以及介质pH值测量研究AZ31镁合金在3.5%NaCl介质中的动态腐蚀行为,用光学显微镜、扫描电子显微镜对腐蚀形貌进行观察,讨论AZ31镁合金的腐蚀机理。结果表明:AZ31镁合金在3.5%NaCl介质中的耐蚀性能较差;腐蚀从局部区域开始,初期以点蚀为主要特征;由于Mg(OH)2等腐蚀产物结构松散、分布不均匀,不能有效阻止腐蚀的发展,致使镁合金表面在较短时间内被严重破坏。

利用取向成像研究镁合金的孪生过程

利用背散射电子衍射取向成像技术,定量分析了具有初始织构的AZ31镁合金平面应变压缩时的孪生过程。结果表明:初始织构为晶粒单胞的c轴平行于轧向时,晶粒内部的{1012}孪生是主要的形变机制,产生(0001)∥轧面的基面织构。随形变量的加大及孪晶的增多,86.3°〈1120〉的孪晶取向关系先急剧增加,然后明显降低。孪晶量与基面取向晶粒的面积百分数对应,而跟孪晶关系出现的多少不相对应。测定了应变量与孪晶量的定量关系,并讨论了可能出现的误差。

航空用2D12铝合金在海洋大气环境中的腐蚀行为研究

在海南万宁试验站开展2D12铝合金海洋大气暴露试验,通过质量损失分析、力学性能分析和金相显微形貌分析,研究了2D12铝合金在海洋大气环境中腐蚀的规律和行为。结果表明,2D12铝合金的腐蚀质量损失与暴露时间的关系可用幂函数回归;随暴露时间的延长,2D12铝合金的抗拉强度先下降、后趋于平稳,断后伸长率则逐渐降低;金相显微分析表明,2D12铝合金的腐蚀由初始的点蚀逐渐发展成晶间腐蚀。

高温环境对防弹插板抗弹性能影响分析

采用M80弹(7.62 mm×51 mm NATO)分别对常温和高温(55℃)下的防弹插板进行实弹射击试验,以研究高温环境对防弹插板抗弹性能的影响。通过分析试验时防弹插板弹击瞬间凹陷值,同时结合聚氨酯树脂的剥离强度、超高分子量聚乙烯纤维层压板剥离强度和弯曲强度的测试结果对高温下抗弹性能变化原因进行了研究。结果表明:高温下防弹插板抗弹性能明显下降,相对于常温下每发弹的弹击瞬间凹陷值增加了2~5 mm。其主要原因是超高分子量聚乙烯纤维层压板在高温下抵抗变形的能力发生明显下降,从而导致防弹插板的弹击瞬间凹陷值增大。

大气环境腐蚀性分类分级研究综述

介绍了大气环境腐蚀性分类分级的发展状况、方法和作用,归纳了现有大气环境腐蚀性分类分级方法在等级划分、影响因素等方面存在的不足,展望了大气环境腐蚀性分类分级研究的发展趋势,并指出了开展针对高分子材料的大气环境老化严酷度分类分级研究的重要意义。

塑料在兵器包装上的应用

简要地介绍了塑料及其复合材料在几种兵器产品包装上的应用情况,指出了塑料在兵器包装上的发展方向。

Ti8LC钛合金与主要结构材料的电偶腐蚀及防护研究

通过测定表面防护处理前后,Ti8LC钛合金、7710铝合金、ZL59铝合金、30CrMnSiA高强钢的电极电位,以及Ti8LC钛合金与其余3种材料组成偶对后的电偶腐蚀电流-时间曲线,研究了表面防护处理前后3种偶对的电偶腐蚀行为,并评估了电偶腐蚀敏感性。研究结果表明:Ti8LC与7710铝合金、ZL59铝合金、30CrMnSiA钢偶接时,会产生严重的电偶腐蚀,必须进行表面防护处理才能使用;采用涂层前处理+有机涂层防护的方法,可有效阻止Ti8LC钛合金与铝合金和高强钢的电偶腐蚀。

Mg-Zn-Y-Zr合金热裂敏感性的研究

由于镁合金凝固温度区间很长,所以容易产生热裂。作为新型的高强度变形镁合金,Mg-Zn-Y(ZW系)合金在半连续铸造过程中极易发生热裂。采用"CRC"(Constrained Rod Casting)铸造热裂试验及冷却曲线热分析方法研究了ZW系中ZW22、ZW42、ZW44、ZW26、ZW62合金的凝固路径,凝固最后阶段剩余液相分数以及锆细化等因素和其热裂倾向的关系。热裂纹位置因子、宽度因子等热裂敏感性因子的表征结果表明,合金的热裂倾向从大到小顺序为:无Zr的ZW62>ZW62>ZW22,ZW42和ZW44>ZW26合金。无Zr的ZW62合金比其他合金具有更大热裂倾向与几方面因素有关:具有最长的凝固温度区间;从枝晶干涉点到凝固终了温度间形成W相,阻碍枝晶间剩余液体的流动性,不利于枝晶间补缩;最后凝固阶段剩余液相最少,且该阶段固相分数随温度降低增长缓慢;粗大组织和发达的枝晶。

等离子喷涂NiCr合金基复合梯度润滑涂层的组织与力学性能研究

选取了具有优异的高温性能和一定的自润滑性能的高温镍基合金 ,作为复合涂层基体材料 ,润滑相则分别从高、中、低温固体润滑剂中选取了Ag、CaF2 、石墨 (C)、MoS2 、BN为基本润滑组元 ;耐磨相则选用了在高温下具有良好的抗氧化性能及耐磨损性能的碳化铬 (Cr3C2 )硬质粒子 ,采用等离子喷涂技术制备了具有极佳相容性的高温润滑涂层。涂层的结合强度测定、硬度测定和扫描电镜分析均显示出涂层的梯度结构优于单层结构。梯度结构缓和了涂层内部的物理性能差异 ,不仅使涂层的硬度得到平缓过渡 ,而且使涂层的结合强度大大提高 。

铝阳极氧化厚膜的制备工艺研究

对铝在硫酸溶液中采用阳极氧化的方法制取厚氧化膜的工艺进行了研究。相同工艺条件下 ,在硫酸溶液中加入添加剂 ,可使氧化膜的成长速度大大提高 ,并扩大允许的温度范围。

钛合金高温防护涂层制备技术研究进展

钛合金具有比强度高、抗蚀性优异、中温性能稳定等优点,但在高温下的氧化和氧脆严重影响了其热稳定性。重点介绍了化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、离子束辅助沉积(IBAD)、搪瓷涂层等技术在钛合金表面制备高温防护涂层的原理、特点及研究成果,指出了各种技术存在的问题,并提出了下一步研究重点。