16. januar 2020 har selskapet vårt gjort nye gjennombrudd i produksjonen av militære nye materialer spesialkeramikk, inkludert superlegeringer, karbonfibre og spesielle keramiske materialer. Spesielle keramiske materialer har store fordeler sammenlignet med konvensjonelle materialer: Dens tetthet er bare 1/4 til 1/3 av høytemperaturmetallegeringen, høy styrke, slitestyrke, har god høytemperaturmotstand, høytemperaturkrypmotstand, kan brukes i luftfart, militære og industrielle felt, spesielt i romfartsmotoren, har varme endedeler fordeler. 1) flymotorfelt: Det er det ideelle materialet for utvikling av flymotorer med høyt skyvekraft-til-vektforhold, som forventes å erstatte superlegering; 2) Luftfartsfelt: kan brukes til termiske strukturelle deler av rakettmotorer, termisk beskyttelsessystem for fly, etc.; 3) Bilindustrien: forbedre kjøretøyytelsen og redusere kroppsvekten; 4) Kjernekraft: kan brukes til kjernefysiske høytemperaturkomponenter og kledningsmaterialer for kjernefysisk brensel; 5) Våpen: for løpet.
Brukes for å forbedre effektiviteten til turbinmotorer
Keramikk har høy temperaturbestandighet, og keramiske matrisekompositter og keramiske termiske barrierebelegg kan brukes for å øke effektiviteten til turbinmotorer. Keramikk kan fungere ved temperaturer over 1100 grader C med liten eller ingen kjøling, og keramiske matrisekompositter er 30 til 50 prosent lettere enn metalllegeringer som brukes i dag. Når både komposittbrennerforingen og turbinbladene er belagt med keramikk, kan driftstemperaturen heves til 1650 grader C og komponentene kan beskyttes i forbrenningsmiljøet. Flerkomponent keramiske belegg basert på hafniumoksid ble testet kontinuerlig i 300 timer ved 1650 grader.
Brukes til flymotor og flybremseskive
For flymotorer er økning av temperaturen på turbinfrontgass den viktigste tekniske måten å øke motorkraften på. Den nåværende temperaturen på turbinfrontgass har imidlertid gradvis nærmet seg smeltepunktet for selve superlegeringen, og det er lite rom for temperaturøkning. Derfor trengs alternative materialer. Keramiske matrisekompositter har høy temperaturbestandighet og kan brukes til varmekomponenter. Resultatene viser at keramiske matrisekompositter kan øke gasstemperaturen til turbinfronten med mer enn 300K. Samtidig er tettheten til keramisk matrisekomposittmateriale liten, noe som bidrar til motorvektreduksjon. Ettersom den sivile luftfartsindustrien fortsetter å strebe etter økt drivstoffeffektivitet, forventer GE at bruken av keramiske matrisekompositter i luftfarten vil bli tidoblet i løpet av det neste tiåret. Sammenlignet med forrige generasjon av karbonkeramiske bremseskiver, økes den statiske friksjonskoeffisienten med 1-2 ganger, våtfriksjonsytelsesdempningen reduseres med mer enn 60 %, slitasjehastigheten reduseres med mer enn 50 %, og levetiden økes med 1-2 ganger. Produksjonssyklusen reduseres med 2/3, produksjonskostnaden reduseres med 1/3, energiforbruket reduseres med 2/3, og kostnadsytelsen økes med 2-3 ganger. For tiden er det det eneste materialet som finnes i verden som ikke kan svekke de fysiske egenskapene i høytemperaturmiljøet på 1500 grader. Etter kampanjen og søknaden kan det spare rundt 300 millioner yuan for kostnadene for Kinas sivile fly hvert år.
For termiske strukturkomponenter for rakettmotorer
Keramiske matrisekompositter kan brukes i rakettmotorer. Keramisk matrisekompositt er et ideelt termisk strukturmateriale for flytende rakettmotorer på grunn av sin høye varmestøtmotstand, høye kjemiske stabilitet mot flytende drivmiddel, høy temperaturbestandighet sammenlignet med metallmaterialer og høy krypemotstand.
Termisk beskyttelsesmateriale for romfartøy og missiler
Under prosessen med å gå inn i atmosfæren, er temperaturen på nesekjeglen og vingeforkanten på romfartøyet så høy som 1650 grader på grunn av sterk aerodynamisk oppvarming. Termisk beskyttelsessystem er en av nøkkelteknologiene til romfartøy. Utformingen av første generasjons termisk beskyttelsessystem er basert på ideen om å skille varmeavgivelse fra struktur, det vil si å legge til varmeavgivelsessystem utenfor kjølestrukturen. Utviklingen av C/SiC-kompositter har integrert bærestrukturen og varmeavgivelsen til fly. Spesielt etter ulykken forårsaket av feilen i det termiske beskyttelsessystemet i Columbia, har C/SiC keramisk matrisekompositt tiltrukket seg mer oppmerksomhet. Komponentene i termiske konstruksjonsmaterialer inkluderer nesekjegler, styrefinner, vinger og dekkplater til romferger og missiler.
Keramisk porøst isolasjonsmateriale har en jevn fordeling av porer, høy porøsitet, liten volumtetthet, med utviklet spesifikt overflateareal og unik ytelse, sammenlignet med termisk beskyttelsesstruktur av metall, er termisk ekspansjonskoeffisient for keramiske porøse isolasjonsfliser lav, selv om temperaturforskjellen er stor, vil ikke produsere en stor termisk spenning og deformasjon av materialet. På samme tid, fordi jo lavere tettheten til det termiske skjoldlaget, jo høyere effektiviteten til det termiske skjoldlaget og jo mindre massen, kan den lave tettheten til den keramiske porøse isolasjonsflisen gi bedre manøvrerbarhet til flyet, øke mer nyttelast, og tåle høyere temperaturer. Sammenlignet med fleksible termiske beskyttelsesstrukturer kan keramiske porøse isolasjonsfliser tåle høyere varmefluks, tåle en viss belastning og kan holde den aerodynamiske formen til flyet uendret. Basert på fordelene ovenfor, har termisk beskyttelsesstruktur med keramiske porøse isolasjonsfliser blitt mye brukt i gjenbrukbare utskytningskjøretøyer, og opptar det meste av det termiske beskyttelsessystemet til romfartøy. I henhold til materialets indre struktur kan keramiske porøse isolasjonsmaterialer deles inn i keramiske fiberisolasjonsmaterialer og keramiske poreisolasjonsmaterialer. Noen militærhelikoptre er utstyrt med keramiske rustningssystemer, inkludert keramiske rustningsseter, keramiske komponenter og keramiske panelsystemer. I tillegg brukes keramiske matrisekompositter også i hærens pansrede kampkjøretøyer, for eksempel Stryker medium pansrede kjøretøy.
Brukes i optiske systemer som satellittspeil
Keramiske materialer er gjennomsiktige for visse typer energi, for eksempel lys eller annen lignende form, så keramikk kan brukes i infrarøde kupler, sensorbeskyttelse og multispektrale vinduer. I tillegg til optiske egenskaper har avanserte keramiske materialer den slitestyrken, høye styrken og termiske stabiliteten som disse enhetene ønsker. Ytelseskravene til satellittspeilmaterialer er lav tetthet, stor spesifikk stivhet, lav termisk ekspansjonskoeffisient CTE, høy varmeledningsevne, og passende styrke og hardhet, designbarhet osv. Bearbeidingen av glassspeil og metallspeil til store og lette speil har visse begrensninger. Derfor studeres C/SiC-komposittspeilet i inn- og utland, komposittmaterialet har lav tetthet, høy stivhet, liten termisk ekspansjonskoeffisient ved lave temperaturer og god varmeledningsevne, termiske og mekaniske egenskaper er ideelle, og kan få utmerket overflate polering, er et veldig ideelt basemateriale for satellittspeil. USA, Russland, Tyskland, Canada, etc., ved bruk av karbonfiberforsterket silisiumkarbidkomposittmateriale (Cf/SiC) forberedt
Høyytelsesspeil
Et glasskeramisk materiale med spesielle egenskaper brukes i elektromagnetiske vindusartilleriskall på grunn av dets utmerkede elektriske egenskaper og høy temperaturmotstand. En spesiell glasskeramikk brukes i det elektromagnetiske vinduet til en pistolkaster på grunn av dens høye temperaturmotstand og passende elektriske egenskaper. Silisiumnitrid (ikke-oksidkeramikk) har utmerket mekanisk styrke og dielektriske egenskaper og brukes i radarradomene til de nyeste missilluftvernsystemene. Mikrobølger eller annen energi kan passere gjennom dette materialet for å lokalisere mål. Dens høye mekaniske styrke gjør at missilsystemet tåler erosjonen og temperaturendringer som oppstår under hyperhastighetsflukt gjennom atmosfæren. Nano-yttriumoksidkeramikk (en type oksidkeramikk) utvikles også for bruk i missil infrarøde gjennomsiktige vinduer.
Gjennomsiktige materialer som frontruter, sprengningsskjold og flysensorer utvikles også for bruk i luftfart. Det keramiske spinellmaterialet (magnesiumaluminat) som er egnet for sensoren har utmerkede optiske egenskaper i det infrarøde området, mens den forrige beskyttelsesenheten absorberer energi, og påvirker signalkommunikasjonseffektiviteten. Etterspørselen etter militære keramiske kondensatorer for informasjonselektronikk er sterk. Elektronisk keramikk i tillegg til å være mye brukt i det sivile feltet, med akselerasjonen av informasjonsteknologi av våpen og utstyr, for eksempel keramiske kondensatorer som elektronisk keramikk i det militære feltet øker etterspørselen, spesielt chip flerlags keramisk kondensator (MLCC) , markedsandel på mer enn 90%), og militærmarkedet har høyere kvalitetskrav til kondensatorer. Markedsstørrelsen på Kinas militære keramiske kondensatorer har opprettholdt en vekst på mer enn 10 % gjennom årene.
Keramiske materialer og keramiske matrisekompositter brukes i rustning
Slik som kroppsrustning, krigsfly og pansrede kjøretøyer beskyttende lag. Kroppsrustning er hovedsakelig sammensatt av jakke og skuddsikkert lag to deler, skuddsikkert lag kan absorbere den kinetiske energien til stridshodet eller splitter, lavhastighets stridshode eller splitter har åpenbar beskyttende effekt, i kontrollen av en viss depresjon kan redusere skade på menneskets bryst, mage. Varmpresset borkarbid og silisiumkarbid keramisk matrisekompositt kan brukes til å lage robuste antiangrepshjelmdekk. Kina er verdens tre største produsent av kroppsrustninger, på det internasjonale markedet er prisen på kroppsrustninger i vårt land omtrent 500 amerikanske dollar, mens prisen på kroppsrustninger i andre land er rundt 800 amerikanske dollar, når det gjelder produksjonskostnader , landet vårt har fordeler. Sammenlignet med tradisjonelle materialer som plast og metaller, har avanserte keramiske materialer fordelene med lett vekt, høy temperaturbestandighet, høy hardhet, friksjonsmotstand, korrosjonsmotstand, liten friksjonskoeffisient og spesiell ledningsevne. Vanlige brukte keramiske arkmaterialer er titandiborid, borkarbid, silisiumkarbid, alumina og så videre. Den er mye brukt i lett og slitesterk kroppsrustning mot middels kaliber våpen. Varmpresset borkarbid og silisiumkarbidkeramikk kan optimere den strukturelle kombinasjonen av komposittmaterialer for å lage sterke panserplater som er motstandsdyktige mot flere støt. Apache, Gazelle, Super Puma, Super Cobra, Black Hawk, Chinook og andre militærhelikoptre er utstyrt med keramiske rustningssystemer som inkluderer komponenter som keramiske rustningsseter, keramiske komponenter og keramiske panelsystemer.