Yrityksemme on tehnyt 16.1.2020 uusia läpimurtoja sotilaallisten uusien materiaalien erikoiskeramiikan tuotannossa, mukaan lukien superseokset, hiilikuidut ja erikoiskeraamiset materiaalit. Erikoiskeraamisilla materiaaleilla on valtavia etuja verrattuna perinteisiin materiaaleihin: sen tiheys on vain 1/4 - 1/3 korkean lämpötilan metalliseoksesta, korkea lujuus, kulutuskestävyys, hyvä korkeiden lämpötilojen kestävyys, korkean lämpötilan virumiskesto, voidaan käyttää ilmailu-, sotilas- ja teollisuusaloilla, erityisesti ilmailu- ja avaruusmoottorien kuumapään osilla on etuja. 1) lentokoneen moottorikenttä: Se on ihanteellinen materiaali korkean työntövoiman ja painon suhteen lentokonemoottorin kehittämiseen, jonka odotetaan korvaavan superseoksen; 2) Ilmailukenttä: voidaan käyttää rakettimoottorien lämpörakenneosiin, ilma-aluksen lämpösuojajärjestelmään jne.; 3) Autoteollisuus: parantaa ajoneuvojen suorituskykyä ja vähentää kehon painoa; 4) Ydinvoima: voidaan käyttää korkean lämpötilan ydinkomponentteihin ja ydinpolttoaineen päällystemateriaaleihin; 5) Aseet: piipulle.
Käytetään turbiinimoottorien tehokkuuden parantamiseen
Keramiikka kestää korkeaa lämpötilaa, ja keraamisia matriisikomposiitteja ja keraamisia lämpösulkupinnoitteita voidaan käyttää turbiinimoottorien hyötysuhteen lisäämiseen. Keramiikka voi toimia yli 1100 celsiusasteen lämpötiloissa vähäisellä jäähdytyksellä tai ei ollenkaan, ja keraamiset matriisikomposiitit ovat 30-50 prosenttia kevyempiä kuin tällä hetkellä käytetyt metalliseokset. Kun sekä komposiittipolttimen vuoraus että turbiinin siivet päällystetään keramiikkaa, voidaan käyttölämpötila nostaa 1650 asteeseen ja komponentit voidaan suojata palamisympäristössä. Hafniumoksidipohjaisia monikomponenttisia keraamisia pinnoitteita testattiin jatkuvasti 300 tunnin ajan 1650 asteessa.
Käytetään lentokoneen moottoreille ja lentokoneen jarrulevyille
Lentomoottoreille turbiinin etukaasun lämpötilan nostaminen on tärkein tekninen tapa lisätä moottorin työntövoimaa. Turbiinin etukaasun nykyinen lämpötila on kuitenkin vähitellen lähestynyt itse superseoksen sulamispistettä, ja lämpötilan nousulle on vähän tilaa. Siksi tarvitaan vaihtoehtoisia materiaaleja. Keraamiset matriisikomposiitit kestävät korkeita lämpötiloja ja niitä voidaan käyttää kuumapään komponentteihin. Tulokset osoittavat, että keraamiset matriisikomposiitit voivat nostaa turbiinin etuosan kaasun lämpötilaa yli 300 K. Samaan aikaan keraamisen matriisikomposiittimateriaalin tiheys on pieni, mikä edistää moottorin painon vähentämistä. Koska siviili-ilmailuteollisuus pyrkii edelleen parantamaan polttoainetehokkuutta, GE odottaa keraamisten matriisikomposiittien käytön ilmailussa kymmenkertaistuvan seuraavan vuosikymmenen aikana. Verrattuna edellisen sukupolven hiilikeraamisiin jarrulevyihin, staattinen kitkakerroin kasvaa 1-2 kertaa, märkäkitkan vaimennus pienenee yli 60 %, kulumisaste pienenee yli 50 % ja käyttöikä pitenee 1-2 kertaa. Tuotantosykli lyhenee 2/3, tuotantokustannukset pienenevät 1/3, energiankulutus pienenee 2/3 ja kustannustehokkuus kasvaa 2-3 kertaa. Tällä hetkellä se on ainoa maailmassa löydetty materiaali, joka ei voi heikentää fysikaalisia ominaisuuksia 1500 asteen korkeassa lämpötilassa. Edistämisen ja soveltamisen jälkeen se voi säästää noin 300 miljoonaa yuania Kiinan siviililentokoneiden kustannuksissa vuosittain.
Rakettimoottorien lämpörakenteen komponenteille
Keraamisia matriisikomposiitteja voidaan käyttää rakettimoottoreissa. Keraaminen matriisikomposiitti on ihanteellinen lämpörakennemateriaali nestemäiselle rakettimoottorille korkean lämpöiskun kestävyyden, nestemäisen ponneaineen korkean kemiallisen stabiiliuden, metallimateriaaleihin verrattuna korkean lämpötilan kestävyyden ja korkean virumiskestävyyden vuoksi.
Lämpösuojamateriaalit avaruusaluksiin ja ohjuksiin
Avaruusaluksen ilmakehään saapumisen aikana avaruusaluksen nokkakartion ja siiven etureunan lämpötila on jopa 1650 astetta voimakkaan aerodynaamisen kuumennuksen vuoksi. Lämpösuojajärjestelmä on yksi avaruusalusten avainteknologioista. Ensimmäisen sukupolven lämpösuojajärjestelmän suunnittelu perustuu ajatukseen lämmönluovutusjärjestelmän erottamisesta rakenteesta, eli lämmönluovutusjärjestelmän lisäämisestä jäähdytysrakenteen ulkopuolelle. C/SiC-komposiittien kehityksessä on integroitu lentokoneiden kantorakenne ja lämmönluovutus. Varsinkin Columbian lämpösuojajärjestelmän epäonnistumisen aiheuttaman onnettomuuden jälkeen C/SiC keraaminen matriisikomposiitti on herättänyt enemmän huomiota. Lämpörakennemateriaalien komponentteja ovat avaruussukkuloiden ja ohjusten nokkakartiot, ohjausevät, siivet ja peitelevyt.
Keraamisella huokoisella eristemateriaalilla on tasainen huokosten jakautuminen, korkea huokoisuus, pieni tilavuustiheys, kehittynyt ominaispinta-ala ja ainutlaatuinen suorituskyky verrattuna metalliseen lämpösuojarakenteeseen, keraamisen huokoisen eristelaatan lämpölaajenemiskerroin on alhainen, vaikka lämpötilaero olisikin suuri, ei aiheuta suurta lämpöjännitystä ja materiaalin muodonmuutosta. Samaan aikaan, koska mitä pienempi lämpösuojakerroksen tiheys, sitä korkeampi lämpösuojakerroksen tehokkuus ja mitä pienempi massa, keraamisen huokoisen eristyslaatan alhainen tiheys voi tuoda paremman ohjattavuuden lentokoneeseen, lisätä enemmän hyötykuorma ja kestää korkeampia lämpötiloja. Joustaviin lämpösuojarakenteisiin verrattuna keraamiset huokoiset eristelaatat kestävät suurempaa lämpövirtaa, kestävät tietyn kuormituksen ja voivat pitää lentokoneen aerodynaamisen muodon muuttumattomana. Edellä mainittujen etujen perusteella keraamisia huokoisia eristyslaattoja on käytetty laajalti uudelleenkäytettävissä kantoraketeissa, jotka vievät suurimman osan avaruusalusten lämpösuojausjärjestelmästä. Materiaalin sisäisen rakenteen mukaan keraamiset huokoiset eristemateriaalit voidaan jakaa keraamisiin kuitueristysmateriaaleihin ja keraamisiin huokoseristysmateriaaleihin. Jotkut sotilashelikopterit on varustettu keraamisilla panssarijärjestelmillä, mukaan lukien keraamiset panssariistuimet, keraamiset komponentit ja keraamiset paneelijärjestelmät. Lisäksi keraamisia matriisikomposiitteja käytetään myös armeijan panssaroiduissa taisteluajoneuvoissa, kuten Stryker-panssarivaunussa.
Käytetään optisissa järjestelmissä, kuten satelliittipeileissä
Keraamiset materiaalit ovat läpinäkyviä tietyntyyppiselle energialle, kuten valolle tai muulle vastaavalle, joten keramiikkaa voidaan käyttää infrapunakuvuissa, anturien suojauksessa ja monispektrisissä ikkunoissa. Optisten ominaisuuksien lisäksi edistyneillä keraamisilla materiaaleilla on näiden laitteiden toivoma kulutuskestävyys, korkea lujuus ja lämpöstabiilisuus. Satelliittipeilimateriaalien suorituskykyvaatimukset ovat alhainen tiheys, suuri ominaisjäykkyys, alhainen lämpölaajenemiskerroin CTE, korkea lämmönjohtavuus ja sopiva lujuus ja kovuus, suunniteltavuus jne. Lasipeilien ja metallipeilien käsittelyssä suuriksi ja kevyiksi peileiksi on tiettyjä vaatimuksia. rajoituksia. Siksi C / SiC-komposiittipeiliä tutkitaan kotona ja ulkomailla, komposiittimateriaalilla on alhainen tiheys, korkea jäykkyys, pieni lämpölaajenemiskerroin alhaisissa lämpötiloissa ja hyvä lämmönjohtavuus, lämpö- ja mekaaniset ominaisuudet ovat ihanteellisia ja voivat saada erinomaisen pinnan kiillotus, on erittäin ihanteellinen satelliittipeilin pohjamateriaali. Yhdysvallat, Venäjä, Saksa, Kanada jne. käyttäen hiilikuituvahvisteista piikarbidikomposiittimateriaalia (Cf/SiC) valmistettu
Tehokas peili
Sähkömagneettisissa ikkunoiden tykistökuorissa käytetään erityisominaisuuksia omaavaa lasikeraamista materiaalia sen erinomaisten sähköisten ominaisuuksien ja korkean lämpötilan kestävyyden vuoksi. Aseenheittimen sähkömagneettisessa ikkunassa käytetään erityistä lasikeramiikkaa sen korkean lämpötilan kestävyyden ja sopivien sähköisten ominaisuuksien vuoksi. Piinitridillä (ei-oksidikeramiikka) on erinomaiset mekaaniset lujuus- ja dielektriset ominaisuudet, ja sitä käytetään uusimpien ohjusten ilmapuolustusjärjestelmien tutkakupuissa. Mikroaallot tai muu energia voi kulkea tämän materiaalin läpi kohteiden paikallistamiseksi. Sen korkea mekaaninen lujuus mahdollistaa sen, että ohjusjärjestelmä kestää eroosion ja lämpötilan muutokset, joita esiintyy ilmakehän ylinopeuslennon aikana. Nano-yttriumoksidikeramiikkaa (eräänlainen oksidikeramiikka) kehitetään myös käytettäväksi ohjusten infrapunaläpinäkyvissä ikkunoissa.
Läpinäkyviä materiaaleja, kuten tuulilasit, räjähdyssuojat ja lentokoneiden anturit, kehitetään myös käytettäväksi ilmailussa. Anturiin sopivalla spinellikeraamisella materiaalilla (magnesiumaluminaatti) on erinomaiset optiset ominaisuudet infrapuna-alueella, kun taas edellinen suojalaite imee energiaa, mikä vaikuttaa signaalin viestinnän tehokkuuteen. Tietoelektroniikkalaitteiden sotilaskeraamisten kondensaattoreiden kysyntä on vahvaa. Elektroninen keramiikka sen lisäksi, että sitä käytetään laajalti siviilialalla, aseiden ja laitteiden, kuten keraamisten kondensaattoreiden, kuten elektronisen keramiikan kiihtyessä sotilasalalla, kysyntä kasvaa, erityisesti siru monikerroksinen keraaminen kondensaattori (MLCC) , markkinaosuus on yli 90 %), ja sotilasmarkkinoilla on korkeammat laatuvaatimukset kondensaattoreille. Kiinan armeijan keraamisten kondensaattorien markkinakoko on ylläpitänyt yli 10 %:n kasvua vuosien ajan.
Panssarissa käytetään keraamisia materiaaleja ja keraamisia matriisikomposiitteja
Kuten vartalopanssari, sotalentokoneiden ja panssaroitujen ajoneuvojen suojakerros. Vartalopanssari koostuu pääasiassa takista ja luodinkestävästä kerroksesta kahdesta osasta, luodinkestävä kerros voi absorboida taistelukärjen tai sirpaleiden kineettistä energiaa, hitaalla nopeudella taistelukärjellä tai sirpaleilla on ilmeinen suojaava vaikutus, tietyn masennuksen hallinnassa voi vähentää vaurioita ihmisen rinnassa, vatsassa. Kuumapuristettu boorikarbidi ja piikarbidi keraamimatriisikomposiitteja voidaan käyttää luomaan kestäviä hyökkäyksiä estäviä kypäräkansia. Kiina on maailman kolme suurinta suojaliivien valmistajaa, kansainvälisillä markkinoilla suojaliivien hinta maassamme on noin 500 dollaria, kun taas muissa maissa vartaloliivojen hinta on noin 800 dollaria valmistuskustannuksina mitattuna. , maallamme on etuja. Verrattuna perinteisiin materiaaleihin, kuten muoviin ja metalleihin, kehittyneillä keraamisilla materiaaleilla on etuja: kevyt paino, korkea lämpötilan kestävyys, korkea kovuus, kitkankestävyys, korroosionkestävyys, pieni kitkakerroin ja erityinen johtavuus. Yleisesti käytetyt keraamiset levymateriaalit ovat titaanidiboridi, boorikarbidi, piikarbidi, alumiinioksidi ja niin edelleen. Sitä käytetään laajalti kevyissä ja kestävissä vartalopanssareissa keskikaliiperisia aseita vastaan. Kuumapuristettu boorikarbidi- ja piikarbidikeramiikka voi optimoida komposiittimateriaalien rakenteellisen yhdistelmän luodakseen vahvoja panssarilevyjä, jotka kestävät useita iskuja. Apache, Gazelle, Super Puma, Super Cobra, Black Hawk, Chinook ja muut sotilashelikopterit on varustettu keraamisilla panssarijärjestelmillä, jotka sisältävät komponentteja, kuten keraamiset panssariistuimet, keraamiset komponentit ja keraamiset paneelijärjestelmät.