浅谈我国高超音速飞行器领先美国的原因之一

主要强就是强在中国研发出了以钨为核心的金属基抗热材料,做到1600度近0烧蚀,3000度还能保持机械性能需求
1.针对这一重大需求和瓶颈,范景莲创新性提出“微纳复合—氧化抑制”设计思想,通过纳米级超高温陶瓷相与微米级钼基体共格增强,实现陶瓷相对难熔基体的增强和难熔金属的补强,进而实现材料高温强韧化、基体抗氧化和轻量化。同时,通过表面氧化抑制设计,在基材表面原位生长形成梯度复合的陶瓷化的热防护层,与基体具有高的热匹配和强的冶金结合,实现与基体的一体化设计,进而实现高辐射、长时间抗氧化、抗烧蚀。在此设计思想指导下,创新发明了微纳复合原位反应制备纳米陶瓷相增强难熔金属基复合材料,实现了基材的高温、高强韧,其1600℃抗拉强度250MPa以上,与现有超高温材料相比,高温强度提高3~5倍,达到国际领先水平。经风洞和火箭发动机反复试验验证,材料基体无破坏、表面基本无烧蚀。应用于空空导弹、空地导弹的高能固体火箭发动机,满足了火箭发动机在大推力、高动压、耐3000℃以上的强的抗冲刷、抗冲击和抗烧蚀性能要求,成为多项国家重大高新工程和型号的关键高温部件唯一材料。研制开发的耐高温烧蚀复合喷管和空地导弹发动机飞行喷管已通过用户单位组织的产品鉴定,应用于我国新一代战机和新型空地导弹。该技术成果为国内外原创,填补世界空白,成为新型空天飞行器前缘热端部件的重要关键材料,为我国新型空天飞行器的研制提供关键高温材料保障。
以及研发出气凝胶隔热材料
2.在空天科学学院材料学科的展厅里,摆着穿在东风17上的“小背心”——应用于舱体的隔热材料,轻如泡沫,薄薄一层,毫不起眼,但哪怕在材料底层燃起1000℃的的火焰,人将毫无防护的手放在材料上层,也不会有任何不适。
气凝胶隔热材料的超级隔热性能
这是国际领先、全国数一数二的隔热材料工艺,东风17的高速会使其表面温度上千,而内部的铝合金材质只有170度的耐温能力,全舱段必须采取这种轻薄的隔热材料,才能够保护内部结构,同时尽可能减轻弹体重量和注入更多燃料,等于是给东风17穿了一件背心,却起到了大棉袄的隔热作用。更重要的是,这种材料还兼具透波性能,既不影响东风17的“眼睛”看见外面,又不会烧坏“眼睛”。
短短两篇文章,可以看出我国隔热材料的研究情况有多么恐怖。美国一直用隔热陶瓷比如TUFROC之类的进行隔热,北航对AHW实验失败的分析就是再入拉起过程中受热不均导致结构裂纹解体,想长时间维持高速必须要有相当强的热疏导能力,把前缘积累的热量传导到整个表面,避免表面裂纹,所以陶瓷不是一个好的选择,而中国的隔热不是陶瓷而是金属基,这就是为什么我国高超音速领先了美国的原因。

楼主 xiangmo2008  发布于 2019-11-20 11:37:00 +0800 CST  
这个科技的副产物,聚变堆内侧材料,聚变堆面向等离子体材料在运行时,承受高能等离子体持续长时间轰击,并在表面产生2000℃以上的高温,对材料高温性能和化学稳定性提出了极高要求。钨由于极高的熔点、良好的化学稳定性等优点,被认为是未来聚变堆理想的面向等离子体最关键高温结构材料部件。但是,现有钨材料晶粒粗大、性能差,难以满足未来聚变堆苛刻服役环境要求。针对这一难题,创新发明提出“纳米/微纳复合增强”和“纳米梯度复合扩散连接”技术制备细晶全钨偏滤器材料及部件。采用微量稀土氧化物和碳化物纳米/微纳复合增强钨,实现其高强韧和高抗热冲击,与目前国际最先进商业钨相比,抗热冲击性提高50%以上。采用纳米梯度复合扩散连接技术,实现细晶钨材料与热沉结构材料高强度冶金结合,连接强度比传统连接强度提高2倍。研究成果获国际钨领域权威刊物RM&HM主编H. Ortnal评价“钨领域重大技术进展”,国际核聚变权威机构CEA法国原子能委员会评价“为全钨偏滤器提供全新技术途径”,将我国钨研究引入国际前沿系列。这一成果发表高水平论文40余篇,申请发明专利15项、获得国家发明专利授权9项和国际专利授权1项。

楼主 xiangmo2008  发布于 2019-11-20 11:38:00 +0800 CST  
牛逼!


楼主 xiangmo2008  发布于 2019-11-20 11:38:00 +0800 CST  


楼主 xiangmo2008  发布于 2019-11-20 12:43:00 +0800 CST  

楼主:xiangmo2008

字数:1593

发表时间:2019-11-20 19:37:00 +0800 CST

更新时间:2020-10-07 20:17:39 +0800 CST

评论数:48条评论

帖子来源:百度贴吧  访问原帖

 

热门帖子

随机列表

大家在看