金属材料在武器装备方面的应用
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金属材料在军事装备上的应用金属合金在军事装备上的应用班级:机自1305学号:********姓名:***金属合金在军事装备上的应用关键词:金属材料军事上的应用摘要:军用新材料是军用高技术的基础,谁能更快地开发和应用具有特定性能的新材料,谁就拥有最强大的技术潜力。
因此世界各国军事部门都把军用新材料的研究开发放在特殊的地位,各国的军用高技术计划无不以新材料作为其重要的内容之…金属材料是最重要的工程材料之一。
按冶金工艺,金属材料可以分为铸锻材料、粉末冶金材料和金属基复合材料。
铸锻材料又分为黑色金属材料和有色金属材料。
黑色金属材料包括钢、铸铁和各种铁合金。
有色金属是指除黑色金属以外的所有金属及其合金,如铝及铝合金、铜及铜合金等。
工程结构中所用的金属材料90%以上是钢铁材料,其资源丰富、生产简单、价格便宜、性能优良、用途广泛。
钢有分为碳钢和合金钢,铸铁又分为灰口铸铁和白口铸铁。
金属材料的结构及其性能决定了它的应用。
而金属材料的性能包括工艺性能和使用性能。
工艺性能是指在加工制造过程中材料适应加工的性能,如铸造性、锻造性、焊接性、淬透性、切削加工性等。
使用性能是指材料在使用条件和使用环境下所表现出来的性能,包括力学性能(如强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等)、物理性能(如熔点、密度热容、电阻率、磁性强度等)和化学性能(如耐腐蚀性、抗氧化性等)。
军用材料按材料性能和用途可分为结构材料和功能材料两大类, 主要应用于航空工业、航天工业、兵器工业和船舰工业中。
结构材料主要是利用材料的力学和理化性能,以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀和抗辐射等性能要求。
以下介绍的则是当下最主要也是最火热的金属合金材料在世界军事装备上的应用。
一:铝合金铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。
铝合金具有密度低、强度高、加工性能好等特点,作为结构材料,因其加工性能优良,可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等,以充分发挥材料的潜力,提高构件刚、强度。
钢铁产品在军事装备领域的应用有哪些钢铁,作为一种重要的金属材料,因其出色的性能和多样的特点,在军事装备领域发挥着不可或缺的作用。
从古老的冷兵器时代到现代高科技战争,钢铁始终是制造军事装备的关键材料之一。
在陆军装备方面,钢铁是坦克装甲的主要材料。
现代主战坦克的装甲需要具备高强度、高硬度以及良好的抗弹性能。
例如,复合装甲中往往包含高强度的钢铁层,能够有效抵御敌方炮弹和导弹的攻击。
装甲车的车身结构也大量使用钢铁,以保证其在复杂战场环境下的防护能力和机动性能。
此外,火炮的炮管通常由特种钢铁制造,这种钢铁需要承受高温高压的射击环境,同时保持良好的精度和耐用性。
海军装备中,钢铁同样占据重要地位。
航母的飞行甲板需要承受飞机起降时的巨大冲击和摩擦力,因此必须使用高强度的钢铁。
战舰的船体结构大多由钢铁构成,不仅要保证在海上航行时的稳定性和强度,还要具备一定的抗腐蚀能力,以适应海洋环境的侵蚀。
潜艇的耐压壳更是对钢铁的性能提出了极高要求,需要承受深海巨大的水压,同时还要保持良好的密封性。
空军装备领域,虽然航空材料在不断发展和创新,但钢铁在一些关键部位仍有应用。
例如,飞机的起落架通常由高强度钢铁制造,以确保在起降过程中的可靠性和安全性。
发动机的某些零部件,如一些传动部件,也可能使用特种钢铁,以承受高速运转带来的巨大应力。
在弹药制造方面,钢铁也是不可或缺的。
炮弹和子弹的弹壳通常由钢铁制成,以保证其在发射时的强度和稳定性。
一些导弹的外壳也会采用钢铁材料,以提供必要的防护和结构支持。
另外,军事工程装备如桥梁、工事等的建设也离不开钢铁。
用于搭建临时桥梁的钢梁、建造防御工事的钢板等,都需要具备足够的强度和耐久性。
钢铁在军事装备中的应用,不仅仅取决于其强度和硬度等基本性能,还与其加工工艺和特殊处理密切相关。
通过不同的热处理、合金化等手段,可以使钢铁获得特定的性能,满足不同军事装备的需求。
例如,通过淬火和回火处理,可以显著提高钢铁的硬度和韧性;加入特定的合金元素,如铬、钼、镍等,可以改善钢铁的耐腐蚀性、耐磨性和高温性能。
可编辑修改精选全文完整版金属材料在军工生产中的应用人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。
继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代,均以金属材料的应用为其时代的显著标志。
现代,种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。
金属材料的结构及其性能决定了它的应用。
而金属材料的性能包括工艺性能和使用性能。
工艺性能是指在加工制造过程中材料适应加工的性能,如铸造性、锻造性、焊接性、淬透性、切削加工性等。
使用性能是指材料在使用条件和使用环境下所表现出来的性能,包括力学性能(如强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等)、物理性能(如熔点、密度热容、电阻率、磁性强度等)和化学性能(如耐腐蚀性、抗氧化性等)。
我们对金属材料的认识应从以下几方面开始:一、分类:金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。
1、黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳 2%~4%的铸铁,含碳小于 2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。
广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。
2、有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。
有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。
3、特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。
其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金,以及金属基复合材料等。
金属材料具有许多优良性能,是目前国名经济各行业、各部门应用最广泛的工程材料之一,特别是在车辆、机床、热能、化工、航空航天、建筑等行业各种部件和零件的制造中,发挥了不可替代的作用。
在航空航天中的应用。
航空航天产品受使用条件和环境的制约,对材料提出严格要求。
采用的结构材料须轻质、高强、耐高温和耐高温腐蚀。
航空航天材料主要包括航空航天结构材料和航空航天功能材料。
军工材料的研究与制备引言军工材料是指广泛应用于军事领域的特种材料。
这些材料通常具有优异的特性,例如高强度、高温耐受性、隔热性、耐腐蚀性、辐照抗性等。
针对所需特殊性质,军工材料的研发和制备一直是军工领域的重点和难点。
本文将根据不同材料类型,分别介绍军工材料的研究和制备。
1. 金属材料金属材料是军工材料中最常见的一种。
根据不同的用途,金属材料可分为铁素体钢、高强度钢、耐热合金等。
(1)铁素体钢铁素体钢通常应用于各类武器装备的结构件等。
研制铁素体钢的重点是在保证其高强度的同时,具有足够的韧性和塑性,以满足实际应用需要。
当前研究铁素体钢的工作主要包括两个方面:一是钢的化学成分的优化;二是热处理工艺的优化。
(2)高强度钢高强度钢比铁素体钢具有更高的抗拉强度、屈服强度和断裂强度等性能。
它从根本上提高了武器装备的结实度和耐用性。
当前高强度钢的制备方法主要有两种,一是铸造法,另一种是粉末冶金法。
(3)耐热合金耐热合金是应用于高温环境的特种材料。
其对温度的抵抗能力通常在800℃以上。
研究耐热合金的主要目的是提高其高温热膨胀性、机械强度和氧化抗性。
目前研究重点是提高氧化抗性,减小碳的溶解度,提高材料的寿命。
2. 非金属材料非金属材料是指应用于军事领域中不是金属的特种材料。
根据不同的制备方法和使用范围,非金属材料可分为陶瓷材料、复合材料、高分子材料等。
(1)陶瓷材料陶瓷材料是非金属材料中的一种。
它的特性包括高硬度、高耐磨性、高强度和高耐热性。
在军工领域中,陶瓷材料主要应用于装甲材料、弹道控制材料、保护材料等方面。
研究陶瓷材料的主要目标是提高其抗冲击性和断裂韧度,并且尽可能降低制备成本和复杂度。
(2)复合材料复合材料是由两种或者以上不同材料在一定比例下制备而成的材料。
军工领域中广泛应用的有包括碳纤维、玻璃纤维、耐热材料等。
复合材料具有高比强度、高刚度、低密度、耐腐蚀性等特点。
研究热性复合材料需要考虑分子间作用力的影响,选择合适的成分,实现材料的制备和加工等方面。
高强度金属材料的研究及应用随着科技的不断进步,高强度金属材料在现代工业生产和军事装备中的应用越来越广泛。
高强度金属材料具有硬度高、强度大、耐磨性好、抗腐蚀性强等特点,因此在机械制造、航空制造、汽车工业以及军事装备等领域中得到了广泛应用。
本文将探讨高强度金属材料的研究及其在工业生产和军事应用中的应用。
一、高强度金属材料的研究高强度金属材料的研究始于20世纪初,当时主要是在武器制造领域中的应用。
经过多年的发展,高强度金属材料的类别不断增加,应用范围和品质也得到了很大的提高。
目前,高强度金属材料主要分为钢、铝合金、镁合金、钛合金、镍基合金、钼合金等。
这些材料在硬度、强度、耐磨性和抗腐蚀性等方面都有很大的优势。
目前,高强度金属材料的研究主要集中在下列几个方面:1. 变质处理变质处理是提高高强度金属材料强度的一种方法。
变质处理是指原来由单一的组分构成的金属变质到有序的金属合金或晶体。
变质后的金属晶体具有更好的物理性能,比如强度、硬度和韧性等。
2. 形变处理形变处理是通过加工变形来改变材料的微观结构和性能。
常用的形变方法包括拉伸、压缩、轧制、锻造等。
在形变过程中,材料因受到拉张和压缩的反复变形而变薄、变长、变窄,使金属晶体发生了更加复杂的变化,从而显著提高了高强度金属材料的强度和硬度。
3. 超塑性成形技术超塑性成形技术是一种高精度的金属成形工艺,其原理是利用高温下金属微观组织结构改变,使金属材料具有很好的塑性和韧性。
这种方法广泛应用于制造复杂的零部件,如飞机发动机叶片和前轮轮缘等。
二、高强度金属材料的应用1. 机械制造领域高强度金属材料在机械制造领域中的应用主要是提高机械零件的强度和硬度。
例如,飞机、车辆和船舶的骨架和结构,以及各种机械工具和仪器的零部件都需要高强度金属材料来进行制造。
同时,高强度金属材料的应用还可以加强钻头、磨削和沙嘴等零部件的使用寿命。
2. 航空制造领域高强度金属材料在航空制造领域应用极为广泛。
金属材料在军事装备上的应用金属合金在军事装备上的应用班级:机自1305学号:********姓名:***金属合金在军事装备上的应用关键词:金属材料军事上的应用摘要:军用新材料是军用高技术的基础,谁能更快地开发和应用具有特定性能的新材料,谁就拥有最强大的技术潜力。
因此世界各国军事部门都把军用新材料的研究开发放在特殊的地位,各国的军用高技术计划无不以新材料作为其重要的内容之…金属材料是最重要的工程材料之一。
按冶金工艺,金属材料可以分为铸锻材料、粉末冶金材料和金属基复合材料。
铸锻材料又分为黑色金属材料和有色金属材料。
黑色金属材料包括钢、铸铁和各种铁合金。
有色金属是指除黑色金属以外的所有金属及其合金,如铝及铝合金、铜及铜合金等。
工程结构中所用的金属材料90%以上是钢铁材料,其资源丰富、生产简单、价格便宜、性能优良、用途广泛。
钢有分为碳钢和合金钢,铸铁又分为灰口铸铁和白口铸铁。
金属材料的结构及其性能决定了它的应用。
而金属材料的性能包括工艺性能和使用性能。
工艺性能是指在加工制造过程中材料适应加工的性能,如铸造性、锻造性、焊接性、淬透性、切削加工性等。
使用性能是指材料在使用条件和使用环境下所表现出来的性能,包括力学性能(如强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等)、物理性能(如熔点、密度热容、电阻率、磁性强度等)和化学性能(如耐腐蚀性、抗氧化性等)。
军用材料按材料性能和用途可分为结构材料和功能材料两大类, 主要应用于航空工业、航天工业、兵器工业和船舰工业中。
结构材料主要是利用材料的力学和理化性能,以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀和抗辐射等性能要求。
以下介绍的则是当下最主要也是最火热的金属合金材料在世界军事装备上的应用。
一:铝合金铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。
铝合金具有密度低、强度高、加工性能好等特点,作为结构材料,因其加工性能优良,可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等,以充分发挥材料的潜力,提高构件刚、强度。
武器制造的知识点总结一、材料选择1. 金属材料金属材料是武器制造中最重要的材料之一,包括钢铁、铝合金、钛合金等。
钢铁是最常用的金属材料,因其强度高、耐磨性好而被广泛应用于枪械、刀剑等武器的制造中。
铝合金因其轻量化和耐腐蚀性而被广泛应用于航空导弹、飞机等领域。
而钛合金则因其高强度、耐腐蚀性和轻量化在高端军事装备中得到广泛应用。
2. 复合材料随着科学技术的进步,复合材料在武器制造中占据了越来越重要的地位。
复合材料具有轻量化、高强度、耐腐蚀等优点,因此被广泛应用于导弹、舰船等高端武器装备的制造中。
3. 高分子材料高分子材料也是武器制造中不可或缺的一部分,由于其耐磨、耐腐蚀、抗冲击等优良性能,被广泛应用于军用装备、防护装备等领域。
比如,碳纤维材料在武器制造中的应用就非常广泛,包括飞机、导弹等。
二、加工工艺1. 铸造铸造是武器制造中最常见的加工工艺之一,通过铸造可以制造出各种大小和形状的金属零件。
常见的铸造方法包括铠形铸造、压铸、注射成形等。
这些方法不仅可以大大降低成本,还可以保证零件的精度和质量。
2. 热处理热处理是保证武器零件性能的重要工艺之一。
通过热处理可以提高零件的硬度、耐磨性、韧性等性能,同时增强材料的稳定性和抗腐蚀能力。
常见的热处理方法包括淬火、回火、正火、退火等。
3. 数控加工随着科学技术的进步,数控加工在武器制造中得到了广泛应用。
数控加工可以大大提高零件的加工精度和质量,同时可以减少浪费和提高生产效率。
常见的数控加工设备包括数控车床、数控铣床、数控切割机、数控磨床等。
4. 表面处理表面处理是武器制造中非常重要的一环,通过表面处理可以提高零件的耐磨性、耐腐蚀性和美观性。
常见的表面处理方法包括电镀、喷涂、阳极氧化、磨削等。
三、设计理念1. 轻量化在武器制造中,轻量化设计理念被越来越多地应用。
轻量化可以使武器更加灵活、便携,同时可以减少使用者的负担。
常见的轻量化设计方法包括使用轻量材料、结构优化设计、空心结构设计等。
金属材料在军事装备中的应用计算机与通信工程学院通信1304徐阳41356115人类社会的发展历程,是以不同材料的使用为主要标志的。
历史上,材料被视为人类社会进化的里程碑。
对材料的认识和利用能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。
而金属材料进入人类的视野是公元前6000年以前,到公元前4000年以后,人类开始制造并大量使用青铜器,青铜器在人们的生产、生活中占据重要地位,青铜时代成为人类利用金属材料的第一个时代。
逐步出现并日益频繁的战争迫使当时的人们制作武器。
而最早应用于军事装备的金属材料同样是铜,如在埃及发现的公元前3500年前后的铜刀、斧以及匕首还有在塞尔维亚的普罗库普列发现的铜斧,都是将铜应用于军事装备的早期范例。
在我国,青铜兵器最早出现在夏王朝。
到了商代,随着青铜冶铸技术的提高,青铜兵器得到了进一步的发展,制品有长杆格斗兵器戈、矛、斧,近身格斗兵器短柄刀、剑,远程攻击的复合兵器弓箭,防护装具青铜胄、皮甲、盾等。
商代以后,铜的采掘和青铜冶铸业得到比较大的发展。
春秋战国时期还出现了青铜复合剑,这种剑的脊部和刃部分别用含锡量不同的青铜铸成,既有比较高的刺杀力,又经久耐用,是青铜兵器制造技术提高的一个重要标志。
我国虽然在春秋晚期才进入铁器时代,但是河北藁城出土的铁刃铜钺说明,我们的祖先在商代,已经能够使用陨铁制成比较锋利的钺刃,以后再在浇铸青铜钺身时合在一起,制成铁刃铜钺。
到战国晚期,已经比较好地掌握了块炼铁固态渗碳炼钢技术,炼成质地比较好的钢,为制造钢铁兵器提供了原材料。
到了西汉,由于淬火技术的普遍推广,钢铁兵器的使用越来越普遍,军队装备钢铁兵器的比例不断上升。
钢铁兵器正式装备部队后,因为硬度和韧度都明显地优于青铜,在西汉末年时,钢铁兵器几乎已完全取代了青铜,进入了一个全新的时代。
新材料在军事装备中的应用与研究随着科技的不断发展,新材料在军事装备中的应用越来越广泛。
新材料具有抗腐蚀、耐高温、高强度等优良性能,能够满足军事装备在恶劣环境下的使用要求,提高了整个军队的战斗力和作战效率。
一、碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种高性能材料,具有高强度、高模量、耐腐蚀、防水等优良性能。
近年来,这种材料已被广泛应用于军事装备中。
例如,轻型战斗机、导弹、保密设备等都采用了碳纤维复合材料,用来提高战时的作战效率和作战质量。
此外,碳纤维复合材料还可以用来制作无人机的机身,可以使无人机更加轻巧、灵活,提高其无人机的飞行性能。
二、钛合金钛合金是一种轻质、高强度、耐腐蚀的新材料,广泛应用于多种军事装备中,如飞机、导弹、坦克等。
钛合金重量轻、强度高,可以减轻武器装备本身的重量,使武器装备更加灵活、便携。
此外,钛合金还具有优良的抗疲劳性能,在长时间使用过程中可以减少武器装备的损伤,延长寿命。
三、纳米材料纳米材料是指粒径在纳米级别的材料,由于其具有更大的比表面积和优异的性能,因此被广泛应用于军事装备领域。
例如,纳米碳管被用作导电材料,在电子设备中用于制作电极和线路。
此外,纳米金属材料被用于制作抗弹衬衫、防弹玻璃等,可以提高抗弹性能,使士兵在作战中更加安全。
四、陶瓷材料陶瓷材料是指硬度和韧性均优良的新型材料,在军事装备中的应用十分广泛。
例如,陶瓷复合材料被用来制造防弹衣、防弹头盔,可以有效地保护士兵的安全。
发动机陶瓷涂层可以提高发动机的工作效果,减少能源消耗。
总之,新材料在军事装备中的应用和研究是一条不断发展的道路。
随着科技的进步,新型材料的耐腐蚀、耐热、耐疲劳等性能将得到更大的发展和应用。
军事装备将变得更加先进、更加安全、更加高效,为保障国家安全和社会稳定提供更加有力的支持。
金属材料在武器装备方面的应用班级:机械E14 学号:41304022 姓名:张梦渊在常规兵器用材料中,金属材料约占80%,其中又以钢铁材料占主导地位。
但是,随着兵器的现代化发展,高性能的有色金属装甲材料、结构特殊功能材料和复合材料的乃是在迅速增加,对处理器战术技术性能的提高超到越来越大的作用。
一、铝合金装甲车体材料为了减轻重量和提高防护性能,国外铝装甲的使用从50年代就开始了,到现在已经历了四个发展阶段,即由高韧可焊Al-Mg系合金装甲发展成中强可焊Al-Zn-Mg系装甲,再发展到铝合金间隙叠层装甲和铝合金装甲附加复合装甲。
使用铝装甲的车辆也由装甲输送车,发展到轻型坦克、步兵战车和中型主战坦克。
英国进行的均质铝装甲材料D54S(Al-Mg系)与IT80装甲钢(Ni-Cr-Mo钢)防护性能的实验比较表明:在相同面密度(板材单位面积上的重时相等)的情况下,对榴弹破片的防护能力铝装甲优于钢,在入射角为30-45°范围内,对小口径弹(7.62mm硬芯穿甲弹)铝不如钢,但是随着弹丸走私的增大,入射角的增大或减小,铝装甲防护的优越性就显示出来了。
而且,铝装甲的性还在于它可以大幅度提高国体风度,可在其上采用焊接铝合金构件,以达到减轻重量的“连锁反应“的效果。
我国60年代中即开始铝装甲材料研究,新型LC52铝装甲材料已在部分战车上使用。
铝装甲今后的发展方向,仍是研究抗弹性更好的均质材料和复合装甲材料。
二、铝合金结构材料1. 变形铝合金为减重,现在几乎所有的兵器都尽可能多的采用铝合金结构件。
在坦克车辆方面,以英国“蝎“式坦克为例,其使用的变形铝合金除装甲车体外,还有平衡时连杆底座、刹车盘、转向节、履带松紧装置、诱导轮、负重轮、炮塔座圈、烟幕发射器、弹药架、贮藏舱、油箱、座椅、、管路等。
目前,各国的架桥坦克和渡河舟桥的桥体,采用铝合金焊接结构,与原负结构相比,可使桥长由18m左右增加到22-27m,载重量也增加到50-60t。
在火炮方面,美国M102式105mm榴弹炮最为典型,它的大架、摇架、前座板、左右耳轴托架、瞄准镜支架、牵引杆和平衡机外筒均是变形铝合金制成。
加之其结构的变化,使此炮重量从其前身(M101式炮)的3.7t降到1.4t,射程提高35%-40%,可实现全炮空运空投。
对尾翼稳定的各种大中径炮弹、战术导弹和火箭弹,为提高其飞行的稳定性,其尾部零件,如尾翼、尾杆、下弹体弹托、尾翼座等多采用铝合金。
另外,各类弹的引信体也多数是采用铝。
2. 铸造铝合金常规兵器中,铸造铝合金主要用于坦克柴油机发机缸盖、缸体、上下曲轴箱、活塞、压气机叶轮、各种泵体、坦克左右传动箱,以及各种仪表和其它兵器的各种结构件等。
为保证产品质量,坦克发动机用铸铝合金,一般要严格控制杂技含量,并在工艺上采取相应措施,如用锶变质、真空或复合气体除气、高压釜或差压铸造等。
近几年迅速发展起来的铝合金挤压铸造,由于其铸件的质量和机械性能接近锻件水平,又适于大批量生产,因而在军品中小型厚壁零件、气密性零件上有望取代部分锻件。
三、钛合金及燃烧合金1.钛合金装甲材料从综合防护性能来看,钛是很理想的装甲材料。
因此,50年代初国外即开始钛装甲研究。
在相同防护条件下,钛装甲可比钢装甲减重25%。
但是,由于钛合金太贵,直到70年代末,钛装甲都没有得到实际应用。
近年来,随着各种复合装甲材料的研制,钛合金作为其复合结构的一部分,取得了很好的技术效果。
2.钛结构材料钛合金用于坦克车辆的结构件方面,如履带板、主动轴、悬挂臂、拖杆扭力轴和负重轮幅等。
由于经济上的原因,未能在生产上使用。
而真正在生产中使用的,目前国内外只限于供特种部队使用的迫击炮、无后座炮等轻武器。
3.弹药燃烧合金发展高燃烧能力的多功能弹药是国内外弹药的发展方向之一。
当前最新地,是在这些弹的战斗部,旋转一定量的燃烧合金,它们是金属锆、钛、稀土及其合金等。
加有燃烧合金的榴弹不仅有杀伤能力,而且有纵火效果,其特点有:燃烧温度高、火种数目多、覆盖面积大、不用专门引信引燃,只靠炸药爆炸和高速撞击引起的高温即可引燃。
目前国内外均装备了这种弹种。
四、重金属和高密度金属1.铜合金在常规兵器中,铜合金主要用于破甲弹药形罩、大口径弹药筒、弹带和各种铜基轴瓦。
破甲弹是利用空心装药的聚能作用,使药形罩材料以高射流速度撞击装甲板,并在装甲板上形成20-200Gpa的高压力和1000℃以上的高温,将装甲板贯穿的一种弹种。
因此药形罩的材质、形状及工艺状态对破甲性能均有大的影响,各国均选用紫铜材料。
目前国外正发展具有燃烧后效的新材料和流变—复合铸造新工艺。
由于铜合金优良的回弹性能和抗腐蚀性能,因而是药筒(弹壳)的理想材料。
为了降低成本,一段时间以来,各国都研制钢质药筒,以节约铜材,目前除少数大口径药筒外,其余均钢质化了。
各国所用轴承材料不尽相同。
我国坦克和火炮所有轴瓦材料大都用钢背——ZQPb30铅青铜,对于坦克发动机主轴瓦和连杆轴瓦是在ZQPb30表面镀Pb-Sn合金。
目前国外有发展使用Al-Sn、Al-Zn轴瓦并表面镀二元或三元合金趋势。
2.锌基合金常规兵器中锌合金主要用于某些通信和仪表等零件的压铸件,近年来超塑性良好的Zn-Al合金,有望在复杂仪表和计算机壳体等零件上使用。
早在二次世界大战期间,英、美、日等国均在小口径炮弹上使用了压铸锌合金引信体,后来美国又在菠萝弹上作了使用。
我国先后在迫击炮弹、37mm高炮炮弹、火箭布雷弹上也使用了锌合金引信体,并从技术上较好地解决了锌合金老化和低温脆性等问题。
3.钨合金和铀合金长杆式穿甲弹弹芯的穿甲深度随弹芯密度、弹丸速度和弹丸长度/直径比的增加而增加,因此高密度金属钨和铀被用于弹芯材料后,使长杆式穿甲弹的威力大幅度提高,形成了对坦克的最大威胁。
提高钨粉纯度、改进粉冶工艺、研制超细钨粉和钨基复合材料是钨弹芯材料的发展方向。
作为弹芯材料的U-Ti合金,其密度和机械性能均高于钨合金,又有燃烧后效作用,故其成本高,又需解决防腐涂层和长期储存等问题。
目前,铀弹材料是向钨丝增强的复合材料方向发展。
五、金属基复合材料常规兵器中应用纤维增强的金属基复合材料,在国内外都是近十年才开始的。
由于纤维价格的降低和挤压铸造、真空吸铸、真空压渗等复合工艺的出现,使复合材料有可能用于批量大的常规兵器中。
复合材料性能优异,因此一开始就受到各国极大的重视。
1.颗粒及短纤维增强铝基复合材料向铝合金中添加、SiC和石墨等颗粒和短纤维的主要目的是增加材料的耐磨性、耐热性和硬度等。
目前最成功的例子是活塞和履带板。
短纤维等增强铝基复合材料活塞,是用短纤维制成高孔隙度的预制件,然后用挤压铸造法将铝液渗入其中,以制成局部增强的复合材料活塞。
此活塞与传统的镶圈活塞相比,其耐磨性相当,活塞顶的工作温度可提高100℃,且活塞总重量和膨胀系数都明显降低。
因此是新一代主战坦克发动机活塞的理想材料。
SiC 晶须和颗粒增强铝基复合材料的制备除上方法外,也可用半固态流变铸造法生产出复合材料铸锭,再进行轧制挤压或铸造等压力加工,以制成管、棒、型材或锻件。
Al/SiC复合材料有优良的机械性能,其耐磨性接近于钢。
据称,美国Alcan公司生产了近千吨材料,并应用于导弹、导航零件。
美国A VCO公司用SiC晶须/铝复合材料制成装甲车辆履带板、刹车片、懦弱翼片、离心泵叶片等。
2.长纤维增强铝基复合材料用作增强剂的长纤维主要有碳、石墨、碳化硅、氧化铝和硼等。
由于其强度高达2000-4000MPa,杨氏达150-450GPa,用其增强铝合金,按照复合材料的混合律,其对材料的强化效果是非常明显的。
因此,各先进国家投入了大量研究工作,试制了发动机中的连杆、活塞、战术懦弱发动机壳体、制导舵板、战斗部支撑架、军用作战桥梁的拉力弦、架桥坦克桥体和长杆式穿甲弹弹托等。
随着其价格和技术问题的不断解决,此类材料的应用将会是非常广阔的。
六、稀有金属材料航天产业在本月第51届世界最大的巴黎航展上,中国和巴基斯坦联合研制的“枭龙”战斗机迎来了它的精彩首秀。
枭龙战机是中国航空工业集团公司和巴基斯坦空军联合研制并生产的第三代单座多用途战斗机,巴基斯坦军方对其高性能、高性价比及出色的作战能力称道有加。
此番西方媒体一改常态对枭龙战机的大加报道,可以说西方对枭龙战机的关注度甚至超出了对F-22 “猛禽”的关注。
西方惊恐“枭龙”战机,并不是惊恐其有多么先进的性能,而是看到其背后的中国军工的发展能力、中国军事实力提升及对世界其他国家的影响力。
为了提升枭龙的综合作战效能,使其更好地适应现代化战争,我国和巴基斯坦对枭龙做了一系列设备升级,尤其是基于机身隐身化的改进。
类似于俄罗斯研制生产的第五代战斗机T-50,升级后的枭龙拥有“独一无二”的复合材料元件涂层,每一层的镀膜厚度不超过20纳米,总镀层厚度约90纳米。
尽管这种金属材料用量很小,但是可以使座舱内设备的雷达反射面积降低250倍,应用这种涂层,不但能够保护驾驶员玻璃座舱防止无线电波和太阳辐射,而且敌人防空系统雷达信号不能显示飞机座舱,因此安装在内部的仪器对于敌人电子侦察系统来说是不可见的。
座舱是机身前向的一大腔体散射源,普通玻璃座舱盖无法阻止雷达波进入杂乱无章的座舱内,从而形成强烈腔体散射,涂抹后该金属镀膜的座舱盖可以有效减少雷达波的透入,并将大部分雷达波反射到低威胁方向。
而生产此类金属镀膜的主要原料便是稀有金属铟和锗。
锗是光纤和传感器材料的理想材料,具有高折射率、低色散、容易加工、有良好的机械强度、不吸潮等优点,利用铟和锗稀有金属材料设计的智能蒙皮技术,可以通过共性设计有效减少飞机的天线尺寸,并可以采用低成本的新型材料提高气动外形效果,对缩减飞机性能起到了重要作用,节省了大量的飞机内部空间,减轻了飞机重量,简化了飞机设计方案,从而极大地提高了飞机的可靠性、可用性和生存能力。
此外,稀有金属锗将空间太阳能电池同全球卫星的发射量紧密衔接,预计在北斗导航系统等军民卫星发射需求的支撑下,我国每年将以20颗卫星的速度发射。
在航空太阳能电池领域,锗衬底化合物半导体电池具有高效率、高电压、高温特性好等优点,广泛用于空间卫星太阳能电池和地面太阳能电站建设当中。
如每颗普通卫星大约需要高效太阳能电池用锗晶片约6000-15000片,每颗大型卫星的太阳能用锗晶片将达到数万片,空间站的建立及维护所需要的太阳能用锗晶片数量更为巨大。
目前全球空间太阳能电池超过80%采用了锗衬底化合物半导体叠层电池,未来将提高到95%。
在世人面前,国防核工业始终蒙着一层厚厚的面纱,2011年日本大地震,福田核电站发生了严重的核泄漏事故,核泄漏主要是事故后泄漏的大量放射性物质,引起世界的关注,因此核电站的安全得到了全世界的关注,福岛事件使日本核电产业发展进入几年的寒冬期。