2020. gada 16. janvārī mūsu uzņēmums ir guvis jaunus sasniegumus militāro jaunu materiālu speciālās keramikas ražošanā, ieskaitot supersakausējumus, oglekļa šķiedras un speciālos keramikas materiālus. Īpašiem keramikas materiāliem ir milzīgas priekšrocības salīdzinājumā ar parastajiem materiāliem: tā blīvums ir tikai 1/4 līdz 1/3 no augstas temperatūras metāla sakausējuma, augsta izturība, nodilumizturība, laba augstas temperatūras izturība, augstas temperatūras šļūdes izturība, var izmantot aviācijas, militārās un rūpniecības jomās, jo īpaši aviācijas un kosmosa dzinēju karstā gala daļām ir priekšrocības. 1) lidmašīnu dzinēju lauks: tas ir ideāls materiāls augstas vilces un svara attiecības aerodzinēja izstrādei, kas, domājams, aizstās supersakausējumu; 2) Aviācijas un kosmosa lauks: var izmantot raķešu dzinēju siltuma konstrukcijas daļām, gaisa kuģa termiskās aizsardzības sistēmai utt.; 3) Automobiļu rūpniecība: uzlabot transportlīdzekļa veiktspēju un samazināt ķermeņa svaru; 4) Kodolenerģija: var izmantot augstas temperatūras kodolkomponentēm un kodoldegvielas apšuvuma materiāliem; 5) Ieroči: stobram.
Izmanto, lai uzlabotu turbīnu dzinēju efektivitāti
Keramikai ir augsta temperatūras izturība, un turbīnu dzinēju efektivitātes paaugstināšanai var izmantot keramikas matricas kompozītmateriālus un keramikas termiskās barjeras pārklājumus. Keramika var darboties temperatūrā virs 1100 grādiem C ar nelielu dzesēšanu vai bez tās, un keramikas matricas kompozītmateriāli ir par 30 līdz 50 procentiem vieglāki nekā pašlaik izmantotie metālu sakausējumi. Ja gan kompozītmateriāla degļa čaula, gan turbīnas lāpstiņas ir pārklātas ar keramiku, darba temperatūru var paaugstināt līdz 1650 grādiem C un sastāvdaļas var aizsargāt degšanas vidē. Daudzkomponentu keramiskie pārklājumi uz hafnija oksīda bāzes tika nepārtraukti testēti 300 stundas 1650 grādu temperatūrā.
Izmanto lidmašīnas dzinējam un lidmašīnas bremžu diskam
Aerodzinējiem galvenais tehniskais veids, kā palielināt dzinēja vilci, ir turbīnas priekšējās gāzes temperatūras paaugstināšana. Tomēr pašreizējā turbīnas priekšējās gāzes temperatūra pamazām ir pietuvojusies paša supersakausējuma kušanas temperatūrai, un temperatūras paaugstināšanai ir maz vietas. Tāpēc ir nepieciešami alternatīvi materiāli. Keramikas matricas kompozītmateriāliem ir augsta temperatūras izturība, un tos var izmantot karstā gala komponentiem. Rezultāti liecina, ka keramikas matricas kompozītmateriāli var palielināt gāzes temperatūru turbīnas priekšpusē par vairāk nekā 300 K. Tajā pašā laikā keramikas matricas kompozītmateriāla blīvums ir mazs, kas veicina dzinēja svara samazināšanos. Tā kā civilās aviācijas nozare turpina sasniegt lielāku degvielas patēriņa efektivitāti, GE sagaida, ka keramikas matricas kompozītmateriālu izmantošana aviācijā nākamajā desmitgadē pieaugs desmitkārtīgi. Salīdzinot ar iepriekšējās paaudzes oglekļa keramikas bremžu disku, statiskās berzes koeficients ir palielināts par 1-2 reizēm, mitrās berzes veiktspējas vājināšanās ir samazināta par vairāk nekā 60%, nodiluma pakāpe ir samazināta par vairāk nekā 50% un kalpošanas laiks tiek palielināts par 1-2 reizēm. Ražošanas cikls tiek samazināts par 2/3, ražošanas izmaksas tiek samazinātas par 1/3, enerģijas patēriņš tiek samazināts par 2/3, un izmaksu veiktspēja tiek palielināta 2-3 reizes. Pašlaik tas ir vienīgais pasaulē atrastais materiāls, kas nevar vājināt fizikālās īpašības 1500 grādu augstā temperatūrā. Pēc veicināšanas un piemērošanas tas katru gadu var ietaupīt aptuveni 300 miljonus juaņu Ķīnas civilo gaisa kuģu izmaksām.
Raķešu dzinēju termokonstrukciju komponentiem
Keramikas matricas kompozītmateriālus var izmantot raķešu dzinējos. Keramikas matricas kompozīts ir ideāls termiskās struktūras materiāls šķidro raķešu dzinējiem, jo tam ir augsta karstuma triecienizturība, augsta ķīmiskā stabilitāte pret šķidro propelentu, augsta temperatūras izturība salīdzinājumā ar metāla materiāliem un augsta šļūdes pretestība.
Termiskās aizsardzības materiāli kosmosa transportlīdzekļiem un raķetēm
Kosmosa kuģa ieiešanas atmosfērā procesa laikā kosmosa kuģa deguna konusa un spārna priekšējās malas temperatūra spēcīgas aerodinamiskās sildīšanas dēļ sasniedz pat 1650 grādus. Termiskās aizsardzības sistēma ir viena no galvenajām kosmosa kuģu tehnoloģijām. Pirmās paaudzes termoaizsardzības sistēmas konstrukcija ir balstīta uz ideju par siltuma izdalīšanas atdalīšanu no konstrukcijas, tas ir, siltuma izdalīšanas sistēmas pievienošanu ārpus dzesēšanas struktūras. C/SiC kompozītmateriālu izstrāde ir integrējusi gaisa kuģu nesošo struktūru un siltuma izdalīšanos. Īpaši pēc negadījuma, ko izraisīja Kolumbijas termiskās aizsardzības sistēmas atteice, C/SiC keramikas matricas kompozīts ir piesaistījis lielāku uzmanību. Siltuma strukturālo materiālu sastāvdaļas ietver deguna konusus, vadošās spuras, spārnus un kosmosa kuģu un raķešu vāka plāksnes.
Keramikas porainajam izolācijas materiālam ir vienmērīgs poru sadalījums, augsta porainība, mazs tilpuma blīvums, ar attīstītu īpatnējo virsmu un unikālu veiktspēju, salīdzinot ar metāla termoaizsardzības konstrukciju, keramikas porainās izolācijas flīzes termiskās izplešanās koeficients ir zems, pat ja temperatūras starpība ir liels, neradīs lielu termisko spriegumu un materiāla deformāciju. Tajā pašā laikā, jo mazāks ir siltuma vairoga slāņa blīvums, jo augstāka ir siltuma vairoga slāņa efektivitāte un mazāka masa, keramikas porainās izolācijas flīzes zemais blīvums var nodrošināt labāku gaisa kuģa manevrētspēju, palielināt vairāk lietderīgo slodzi un izturēt augstāku temperatūru. Salīdzinot ar elastīgām termoaizsardzības konstrukcijām, keramikas porainās izolācijas flīzes var izturēt lielāku siltuma plūsmu, izturēt noteiktu slodzi un saglabāt gaisa kuģa aerodinamisko formu nemainīgu. Pamatojoties uz iepriekš minētajām priekšrocībām, keramikas porainu izolācijas flīžu termiskās aizsardzības struktūra ir plaši izmantota atkārtoti lietojamās nesējraķetēs, kas aizņem lielāko daļu kosmosa kuģu termiskās aizsardzības sistēmas. Saskaņā ar materiāla iekšējo struktūru keramikas porainos izolācijas materiālus var iedalīt keramikas šķiedru izolācijas materiālos un keramikas poru izolācijas materiālos. Daži militārie helikopteri ir aprīkoti ar keramikas bruņu sistēmām, tostarp keramikas bruņu sēdekļiem, keramikas komponentiem un keramikas paneļu sistēmām. Turklāt keramikas matricas kompozītmateriālus izmanto arī armijas bruņu kaujas mašīnās, piemēram, Stryker vidējā bruņumašīnā.
Izmanto optiskajās sistēmās, piemēram, satelīta spoguļos
Keramikas materiāli ir caurspīdīgi noteiktiem enerģijas veidiem, piemēram, gaismai vai citai līdzīgai formai, tāpēc keramiku var izmantot infrasarkano staru kupolos, sensoru aizsardzībā un daudzspektru logos. Papildus optiskajām īpašībām uzlabotajiem keramikas materiāliem ir nodilumizturība, augsta izturība un termiskā stabilitāte, ko vēlas šīs ierīces. Satelītu spoguļu materiālu veiktspējas prasības ir zems blīvums, liela īpatnējā stingrība, zems termiskās izplešanās koeficients CTE, augsta siltumvadītspēja, atbilstoša izturība un cietība, projektējamība utt. Stikla spoguļu un metāla spoguļu apstrādei lielos un gaišos spoguļos ir noteiktas prasības. ierobežojumiem. Tāpēc C / SiC kompozītmateriāla spogulis tiek pētīts gan mājās, gan ārzemēs, kompozītmateriālam ir zems blīvums, augsta stingrība, mazs termiskās izplešanās koeficients zemā temperatūrā un laba siltumvadītspēja, termiskās un mehāniskās īpašības ir ideālas un var iegūt lielisku virsmu. pulēšana, ir ļoti ideāls satelīta spoguļa pamatmateriāls. ASV, Krievija, Vācija, Kanāda utt., izmantojot oglekļa šķiedru pastiprinātu silīcija karbīda kompozītmateriālu (Cf/SiC)
Augstas veiktspējas spogulis
Stikla keramikas materiāls ar īpašām īpašībām tiek izmantots elektromagnētisko logu artilērijas korpusos, jo tam ir lieliskas elektriskās īpašības un augsta temperatūras izturība. Ieroču palaišanas ierīces elektromagnētiskajā logā tiek izmantota īpaša stikla keramika, jo tai ir augsta temperatūras izturība un piemērotas elektriskās īpašības. Silīcija nitrīdam (bezoksīda keramikai) ir lieliska mehāniskā izturība un dielektriskās īpašības, un to izmanto jaunāko raķešu pretgaisa aizsardzības sistēmu radaru antenos. Mikroviļņi vai cita enerģija var iziet cauri šim materiālam, lai atrastu mērķus. Tā augstā mehāniskā izturība ļauj raķešu sistēmai izturēt eroziju un temperatūras izmaiņas, kas rodas hiperātruma lidojuma laikā caur atmosfēru. Nano-itrija oksīda keramika (oksīda keramikas veids) tiek izstrādāta arī izmantošanai raķešu infrasarkanajos caurspīdīgajos Windows.
Izmantošanai aviācijā tiek izstrādāti arī caurspīdīgi materiāli, piemēram, vējstikli, spridzināšanas vairogi un gaisa kuģu sensori. Sensoram piemērotajam spineļa keramikas materiālam (magnija aluminātam) ir izcilas optiskās īpašības infrasarkanajā reģionā, savukārt iepriekšējā aizsargierīce absorbē enerģiju, ietekmējot signāla komunikācijas efektivitāti. Pieprasījums pēc militāriem keramikas kondensatoriem informācijas elektroniskajām ierīcēm ir liels. Papildus tam, ka elektroniskā keramika tiek plaši izmantota civilajā jomā, līdz ar ieroču un aprīkojuma informācijas tehnoloģiju paātrinājumu, piemēram, keramikas kondensatori, piemēram, elektroniskā keramika militārajā jomā, pieaug pieprasījums, jo īpaši pēc mikroshēmas daudzslāņu keramikas kondensatora (MLCC). , tirgus daļa ir lielāka par 90%), un militārajā tirgū ir augstākas kvalitātes prasības kondensatoriem. Ķīnas militāro keramikas kondensatoru tirgus apjoms gadu gaitā ir saglabājis pieaugumu par vairāk nekā 10%.
Bruņās tiek izmantoti keramikas materiāli un keramikas matricas kompozītmateriāli
Piemēram, bruņuvestes, kara lidmašīnas un bruņumašīnas aizsargslānis. Bruņuvestes galvenokārt sastāv no apvalka un ložu necaurlaidīga slāņa divām daļām, ložu necaurlaidīgs slānis var absorbēt kaujas galviņas vai šrapneļa kinētisko enerģiju, zema ātruma kaujas galviņai vai šrapnelim ir acīmredzama aizsargājoša iedarbība, kontrolējot noteiktu depresiju, tas var samazināt cilvēka krūškurvja, vēdera bojājumi. Karsti presēta bora karbīda un silīcija karbīda keramikas matricas kompozītmateriālus var izmantot, lai izveidotu izturīgus pretuzbrukumu ķiveres klājus. Ķīna ir pasaulē trīs lielākais bruņuvestu ražotājs, starptautiskajā tirgū bruņuvestu cena mūsu valstī ir aptuveni 500 ASV dolāri, savukārt citās valstīs bruņuvestu cena ir aptuveni 800 ASV dolāru, pēc ražošanas izmaksām. , mūsu valstij ir priekšrocības. Salīdzinājumā ar tradicionālajiem materiāliem, piemēram, plastmasu un metāliem, uzlabotajiem keramikas materiāliem ir viegls svars, augsta temperatūras izturība, augsta cietība, berzes izturība, izturība pret koroziju, mazs berzes koeficients un īpaša vadītspēja. Parasti izmantotie keramikas lokšņu materiāli ir titāna diborīds, bora karbīds, silīcija karbīds, alumīnija oksīds un tā tālāk. To plaši izmanto vieglās un izturīgās bruņuvestēs pret vidēja kalibra ieročiem. Karsti presēta bora karbīda un silīcija karbīda keramika var optimizēt kompozītmateriālu strukturālo kombināciju, lai izveidotu spēcīgas bruņu plāksnes, kas izturīgas pret vairākiem triecieniem. Apache, Gazelle, Super Puma, Super Cobra, Black Hawk, Chinook un citi militārie helikopteri ir aprīkoti ar keramikas bruņu sistēmām, kas ietver tādas sastāvdaļas kā keramikas bruņu sēdekļi, keramikas komponenti un keramikas paneļu sistēmas.