2020. január 16-án cégünk új áttöréseket ért el a katonai új anyagok, speciális kerámiák, köztük szuperötvözetek, szénszálak és speciális kerámia anyagok gyártásában. A speciális kerámia anyagok hatalmas előnyökkel rendelkeznek a hagyományos anyagokhoz képest: Sűrűsége a magas hőmérsékletű fémötvözetnek csak 1/4-1/3-a, nagy szilárdság, kopásállóság, jó magas hőmérséklet-állóság, magas hőmérsékletű kúszásállóság, alkalmazható repülés, katonai és ipari területeken, különösen az űrrepülőgép motorok forró végrészeinek előnyei vannak. 1) Aeromotor mező: Ideális anyag a nagy tolóerő-tömeg arányú aeromotor fejlesztéséhez, amely várhatóan helyettesíti a szuperötvözetet; 2) Repülőtér: használható rakétamotorok hőszerkezeti részeihez, repülőgép hővédelmi rendszeréhez stb.; 3) Autóipar: a jármű teljesítményének javítása és a testtömeg csökkentése; 4) Atomenergia: nukleáris magas hőmérsékletű alkatrészekhez és nukleáris üzemanyag burkolóanyagokhoz használható; 5) Fegyverek: a csőhöz.
A turbinás motorok hatásfokának javítására szolgál
A kerámiák magas hőmérséklet-állósággal rendelkeznek, a kerámia mátrix kompozitok és kerámia hőzáró bevonatok felhasználhatók a turbinás motorok hatékonyságának növelésére. A kerámiák 1100 C feletti hőmérsékleten működhetnek kis hűtéssel vagy hűtés nélkül, és a kerámia mátrix kompozitok 30-50 százalékkal könnyebbek, mint a jelenleg használt fémötvözetek. Ha mind a kompozit égőbetétet, mind a turbinalapátokat kerámiával bevonják, az üzemi hőmérséklet 1650 C-ra emelhető, és az alkatrészek védhetők az égési környezetben. A hafnium - oxid alapú többkomponensű kerámia bevonatokat 300 órán keresztül folyamatosan tesztelték 1650 fokon .
Repülőgép motorhoz és repülőgép féktárcsához használják
A repülőgépmotorok esetében a turbina elülső gázának hőmérsékletének növelése a fő technikai módja a motor tolóerejének növelésének. A turbina elülső gázának jelenlegi hőmérséklete azonban fokozatosan megközelítette magának a szuperötvözetnek az olvadáspontját, és alig van helye a hőmérséklet-emelkedésnek. Ezért alternatív anyagokra van szükség. A kerámia mátrix kompozitok magas hőmérséklet-állósággal rendelkeznek, és forróvégű alkatrészekhez használhatók. Az eredmények azt mutatják, hogy a kerámia mátrix kompozitok több mint 300 K-vel növelhetik a turbinafront gázhőmérsékletét. Ugyanakkor a kerámia mátrix kompozit anyag sűrűsége kicsi, ami elősegíti a motor tömegének csökkentését. Mivel a polgári repülési ipar továbbra is a nagyobb üzemanyag-hatékonyságra törekszik, a GE arra számít, hogy a kerámia mátrix kompozitok felhasználása a repülésben a következő évtizedben megtízszereződni fog. A szénkerámia féktárcsák előző generációjához képest a statikus súrlódási együttható 1-2-szeresére nő, a nedves súrlódási teljesítmény csillapítása több mint 60%-kal, a kopás mértéke több mint 50%-kal, és az élettartam 1-2-szeresére nő. A gyártási ciklus 2/3-al, a gyártási költség 1/3-al, az energiafogyasztás 2/3-al csökken, a költségteljesítmény pedig 2-3-szeresére nő. Jelenleg ez az egyetlen olyan anyag a világon, amely 1500 fokos magas hőmérsékletű környezetben nem képes gyengíteni a fizikai tulajdonságait. A promóció és alkalmazás után évente körülbelül 300 millió jüant takaríthat meg a kínai polgári repülőgépek költségeire.
Rakétamotorok hőszerkezetének alkatrészeihez
A kerámia mátrix kompozitok rakétahajtóművekben használhatók. A kerámia mátrix kompozit ideális hőszerkezeti anyag folyékony rakétamotorokhoz, mivel nagy hősokkállósága, nagy kémiai stabilitása a folyékony hajtóanyaggal szemben, a fémanyagokhoz képest magas hőmérséklet-állósága és nagy kúszásállósága miatt.
Hővédő anyagok űrjárművekhez és rakétákhoz
Az űrjárművek légkörbe jutásának folyamata során az űrhajó orrkúpjának és szárnyának elülső élének hőmérséklete az erős aerodinamikai felmelegedés miatt akár 1650 fokot is elérhet. A hővédelmi rendszer az űrhajók egyik kulcsfontosságú technológiája. Az első generációs hővédelmi rendszer tervezése azon az elgondoláson alapul, hogy a hőleadást el kell választani a szerkezettől, vagyis a hőleadó rendszert a hűtőszerkezeten kívülre kell helyezni. A C/SiC kompozitok fejlesztése integrálta a repülőgépek hordozószerkezetét és hőleadását. Különösen a Columbia hővédelmi rendszerének meghibásodása miatti baleset után a C/SiC kerámia mátrix kompozit nagyobb figyelmet kapott. A termikus szerkezeti anyagok alkotóelemei közé tartoznak az orrkúpok, vezetőbordák, szárnyak és űrsiklók és rakéták fedlapjai.
A porózus kerámia szigetelőanyag egyenletes póruseloszlású, nagy porozitású, kis térfogatsűrűségű, fejlett fajlagos felülettel és egyedülálló teljesítménnyel rendelkezik, a fém hővédő szerkezethez képest a porózus kerámia szigetelőlap hőtágulási együtthatója alacsony, még akkor is, ha a hőmérséklet különbség nagy, nem okoz nagy hőfeszültséget és az anyag deformációját. Ugyanakkor, mivel minél kisebb a hővédő réteg sűrűsége, minél nagyobb a hővédő réteg hatékonysága és minél kisebb a tömege, a porózus kerámia szigetelőlap alacsony sűrűsége jobb manőverezhetőséget hozhat a repülőgépnek, növelheti hasznos teher, és ellenáll a magasabb hőmérsékletnek. A flexibilis hővédő szerkezetekkel összehasonlítva a porózus kerámia szigetelőlapok nagyobb hőáramot bírnak, elviselnek egy bizonyos terhelést, és változatlanul tudják tartani a repülőgép aerodinamikai alakját. A fenti előnyök alapján a kerámia porózus szigetelőlap hővédő szerkezetet széles körben alkalmazzák az újrafelhasználható hordozórakétákban, amelyek az űrhajók hővédelmi rendszerének nagy részét elfoglalják. Az anyag belső szerkezete szerint a kerámia porózus szigetelőanyagok kerámiaszálas szigetelőanyagokra és kerámia pórusos szigetelőanyagokra oszthatók. Egyes katonai helikopterek kerámia páncélrendszerekkel vannak felszerelve, beleértve a kerámia páncélüléseket, kerámia alkatrészeket és kerámia panelrendszereket. Emellett kerámia mátrix kompozitokat is használnak a hadsereg páncélozott harcjárműveiben, például a Stryker közepes páncélozott járműben.
Optikai rendszerekben, például műholdas tükrökben használják
A kerámia anyagok átlátszóak bizonyos energiafajtákra, például fényre vagy más hasonló formákra, így a kerámia felhasználható infravörös kupolákban, szenzorvédelemben és többspektrális ablakokban. Az optikai tulajdonságokon túlmenően a fejlett kerámia anyagok az eszközök által megkívánt kopásállósággal, nagy szilárdsággal és hőstabilitással rendelkeznek. A műholdas tükör anyagok teljesítménykövetelményei az alacsony sűrűség, a nagy fajlagos merevség, az alacsony hőtágulási együttható CTE, a nagy hővezető képesség, valamint a megfelelő szilárdság és keménység, tervezhetőség stb. Az üvegtükrök és fémtükrök nagy és könnyű tükrövé való feldolgozása bizonyos követelményeket támaszt. korlátozásokat. Ezért a C / SiC kompozit tükröt itthon és külföldön tanulmányozzák, a kompozit anyag alacsony sűrűségű, nagy merevséggel, alacsony hőtágulási együtthatóval rendelkezik alacsony hőmérsékleten és jó hővezető képességgel, a termikus és mechanikai tulajdonságok ideálisak, és kiváló felületet kaphatnak. polírozás, nagyon ideális műholdtükör alapanyag. Az Egyesült Államok, Oroszország, Németország, Kanada stb. szénszállal megerősített szilícium-karbid kompozit anyag (Cf/SiC) felhasználásával készült
Nagy teljesítményű tükör
Az elektromágneses ablaktüzérségi kagylókban különleges tulajdonságokkal rendelkező üvegkerámia anyagot használnak kiváló elektromos tulajdonságai és magas hőmérséklet-állósága miatt. A lövegvető elektromágneses ablakában speciális üvegkerámiát használnak magas hőmérséklet-állósága és megfelelő elektromos tulajdonságai miatt. A szilícium-nitrid (nem oxid kerámia) kiváló mechanikai szilárdsággal és dielektromos tulajdonságokkal rendelkezik, és a legújabb rakéta légvédelmi rendszerek radarsugárzóiban használják. Mikrohullámok vagy más energia áthaladhat ezen az anyagon a célpontok megtalálásához. Nagy mechanikai szilárdsága lehetővé teszi, hogy a rakétarendszer ellenálljon az eróziónak és a hőmérséklet-változásoknak, amelyek a légkörön keresztül történő hipersebességű repülés során jelentkeznek. A nano-itrium-oxid kerámiát (az oxidkerámiák egy fajtája) szintén fejlesztik rakéta infravörös átlátszó ablakaihoz.
Átlátszó anyagokat, például szélvédőket, robbanásvédő pajzsokat és repülőgép-érzékelőket is fejlesztenek a repülésben való használatra. Az érzékelőhöz alkalmas spinell kerámia anyag (magnézium-aluminát) kiváló optikai tulajdonságokkal rendelkezik az infravörös tartományban, míg a korábbi védőeszköz energiát nyel el, ami befolyásolja a jelátvitel hatékonyságát. Nagy a kereslet az információs elektronikai eszközök katonai kerámia kondenzátorai iránt. Az elektronikus kerámiák amellett, hogy széles körben használják a polgári területen, a fegyverek és felszerelések információs technológiájának felgyorsulásával, mint például a kerámia kondenzátorok, például az elektronikus kerámia katonai területen, egyre nő a kereslet, különösen a chip többrétegű kerámiakondenzátor (MLCC) iránt. , piaci részesedése meghaladja a 90%-ot, és a katonai piac magasabb minőségi követelményeket támaszt a kondenzátorokkal szemben. A kínai katonai kerámia kondenzátorok piacának mérete több mint 10%-os növekedést tartott az évek során.
A páncélzatban kerámia anyagokat és kerámia mátrix kompozitokat használnak
Mint például a testpáncél, a harci repülőgépek és a páncélozott járművek védőrétege. A testpáncél főként kabátból és golyóálló rétegből áll, két részből áll, a golyóálló réteg képes elnyelni a robbanófej vagy repesz kinetikus energiáját, a kis sebességű robbanófej vagy repesz nyilvánvaló védőhatással rendelkezik, egy bizonyos depresszió vezérlésében csökkentheti a az emberi mellkas, has károsodása. A melegen sajtolt bór-karbid és a szilícium-karbid kerámia mátrix kompozitok segítségével robusztus támadásgátló sisakfedélzetek hozhatók létre. Kína a világ három legnagyobb páncélgyártója, a nemzetközi piacon a páncélok ára hazánkban körülbelül 500 USD, míg más országokban körülbelül 800 USD, a gyártási költségeket tekintve. , országunknak vannak előnyei. A hagyományos anyagokkal, például műanyagokkal és fémekkel összehasonlítva a fejlett kerámia anyagok a könnyű súly, a magas hőmérséklet-állóság, a nagy keménység, a súrlódási ellenállás, a korrózióállóság, a kis súrlódási együttható és a különleges vezetőképesség előnyei. Az általánosan használt kerámia lapanyagok a titán-diborid, bór-karbid, szilícium-karbid, alumínium-oxid és így tovább. Széles körben használják könnyű és tartós testpáncélban közepes kaliberű fegyverekkel szemben. A melegen sajtolt bór-karbid és szilícium-karbid kerámiák optimalizálhatják a kompozit anyagok szerkezeti kombinációját, hogy erős páncéllemezeket hozzanak létre, amelyek ellenállnak a többszörös ütéseknek. Az Apache, Gazelle, Super Puma, Super Cobra, Black Hawk, Chinook és más katonai helikopterek kerámia páncélrendszerekkel vannak felszerelve, amelyek olyan alkatrészeket tartalmaznak, mint a kerámia páncélülések, kerámia alkatrészek és kerámia panelrendszerek.