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军事装备防腐科技应用及进展
    发布时间:2022-05-18 04:56:48   
来源:dafa大发手机版 作者:dafafa888网页

  飞机、舰船、坦克、火炮等军事装备,通常要求能够在严重的盐雾潮湿环境和恶劣的气候下使用,并充分发挥其效能,但在这种服役环境中极易产生腐蚀缺陷问题。腐蚀已成为航空与军事装备事故的重要原因之一。克服因环境带来的腐蚀问题,发展先进的防腐材料和技术对于提高军事装备的质量和使用可靠性具有重大的现实意义。小编尽洪荒之力查遍资料汇总了最前沿的

  超疏水表面研究是生物、物理、材料等学科交叉的新兴仿生研究领域。表面粗糙结构是超疏水性质形成原因。Wenzel 与 Cassie-Baxter 模型分别描述了水滴是否渗入表面微结构时粗糙度对疏水性质的影响。两类超疏水表面可以具有较大的静态接触角却可以表现出完全不同的性质,不同的是水滴在固体表面如果处于 Wenzel 态则会表面出较大粘附力。而水滴在固体表面如果处于Cassie-Baxter 态则同时具备较小的滚动角。处于 Cassie-Baxter 态的超疏水表面称之为稳定超疏水表面(荷叶效应),目前对超疏水现象的研究目的是制备具有稳定超疏水性的仿生表面。

  军用电子装备在整个寿命期内的贮存、运输和使用各个阶段均会遭受各种恶劣环境条件的作用。在经受长时间恶劣环境条件的作用后,组成电子装备的材料和结构必然会受到腐蚀和破坏,严重影响电子装备的使用寿命和作战效能。在各种恶劣环境条件中,作为生物环境条件的霉菌是引起军用电子装备腐蚀和破坏的一个重要因素。

  目前还不存在没有缺点的防腐剂。实践证明,多组分防霉剂混合使用其防霉效果比单组好,将防霉剂直接添加对到材料中是简单易行的方法,添加量也很容易控制,防霉时效也长,因此大多采用这种方法,但由于受材料、防霉剂的相容性及加工工艺的限制,防霉剂在材料或涂料中的分散性能稍差,其抗霉防霉性能受到一些影响。表 3 是目前防霉效果好、性能稳定、低毒、应用广泛的防霉剂。

  在经典科幻电影《终结者》系列中,T-1000 型、T-X 型等反派机械杀手,以其冷酷无情的刺杀技能、无与伦比的技术装备、令人惊叹的变形特技给影迷朋友们留下了极其深刻的印象,特别是前所未见的自我修复能力至今仍使广大军迷们击节赞赏。电影往往映射着现实。随着高新科技的发展,美国军方所希望研制的智能武器是一种能够模仿生命系统、感知环境变化、实时作出反应,从而可与变化后的战场环境高度适应的复杂武器系统,而在这些智能武器的实际试用中,军方要求它们必须具备的一项重要功能就是自修复。虽然美军武器装备的自修复技术目前仍属于深度探索与初步应用阶段,与T-1000、T-X这些“终结者”相比仍然是“小巫见大巫”,但这并不影响其对该项技术的热衷与追求。

  世界上第一种自修复新型塑料,能够像《终结者2》中液态金属机器人一样,实验显示97%测试样本在两个小时内自动愈合

  2014 年 3 月 20 日,美国海军技术网报道称:美国海军研究局和约翰霍普金斯大学应用物理实验室联合开发了一种新的涂料添加剂,可以使海军陆战队“联合轻型战术车辆”等军用车辆的涂料具有类似于人体肌肤的自愈合功能,从而防止车辆锈蚀。

  在和平时期,世界各国都储备有大量的军事装备,以满足战争时期急剧扩大的装备需求,并为战时军事装备扩大生产赢得时间。这些装备大都是以封存的方式储备起来,运用一定的技术手段和库存场所进行保管,保持装备处于良好的技术状态,一旦需要就可以在尽可能短的时间内投入使用。军事装备封存对于做好战争准备,应对突发事件,威慑潜在对手等都显得意义重大。

  热喷涂是工业领域中应用非常广泛的表面层改性技术,早在 20 世纪 50 年代,热喷涂技术就用于航空发动机上的热障涂层、封严涂层、抗高温烧蚀涂层、耐磨损涂层。纳米热喷涂涂层技术是纳米材料和热喷涂技术的结合和综合应用,长期以来都作为一个特殊的应用领域受到美国军方的重视,这是因为舰船、飞机和陆上装备都面临着极端的服役条件。如今,纳米热喷涂技术已成为热喷涂技术新的发展方向,特别在目前的国际和周边环境下,发展纳米热喷涂技术更是刻不容缓的强国强军的需要。

  这种涂层比普通涂层的结合强度更高,而且可以和所覆盖的材料一起变形。这一点对在极端环境和战争中工作的武器系统来说是很重要的,比如将会受到深水炸弹袭击的潜水艇。由于应用此技术可降低潜水艇、舰船和航行器的总成本,因此其军事应用前景良好。

  纳 米 改 性 后,NiCrAIY 涂 层 在1000℃时的热震循环寿命可达 105 次以上,比未改性涂层提高了 23.5%。可见纳米改性可以明显提高 NiCrAIY 涂层的高温失效抗力。

  航空母舰 ( 航母 )——作为海上大型军舰、路上机场航站、空中飞机的集合体,海空力量的融合体,发展至今,航空母舰已是现代海军不可或缺的武器,也是海战最重要的舰艇之一。

  航空技术发展在很大程度上依赖于材料进步,“一代材料、一带装备”是材料推动航空技术进步的真实写照。 航母是一项复杂的巨系统工程,包括船体、动力设备、管路及附件设施、甲板、电力设备、船舱以及舰艇、战斗机等装备。因此,所使用的材料种类繁多,工作环境复杂,腐蚀破坏因素急剧增加。航母服役环境极其苛刻腐蚀环境特点如下:(1)风高浪大,海况险恶; (2)海洋环境温差大、高湿、干湿交替、高盐雾等加速了材料老化、腐蚀进程; (3)海水、泥沙、油气、酸、碱、辐射等腐蚀介质种类多,水、液、气、海生物共同作用; (4)遭受波浪碰击、冲击、振动、热偏移、船货漂移、飞机起落、武器反冲击以及机械设备运转载荷等多种载荷共同作用。 腐蚀是影响材料长期性能的最重要因素。一个系统的腐蚀失效故障有可能影响全舰功能的发挥。然而,对于航母来说,腐蚀控制是一个复杂的系统工程。航母材料腐蚀防护及控制特点(1)腐蚀环境多样,防护要求高,防腐设计难度大 (2)材料选择系统组成复杂,设备数量多,腐蚀故障影响大 (3)舱室结构复杂,防腐施工空间小,修理难度大材料是推动航母技术发展的基础。 材料的性能水平高低很大程度上影响各个系统的功能,进而决定了航母的性能水平。因此要求航母用材料必须具有高强度、高韧性,抗海水腐蚀,防磁耐高温和耐冲击能力,抗微生物腐蚀,高止裂性能等。 目前,一系列高性能先进材料在航母关键部件中广泛应用,推动着航母工程的发展,包括: 1、特种合金钢 2、先进钛及钛合金 3、单晶高温合金 4、先进复合材料(钛合金复合材料、树脂基复合材料、陶瓷基复合材料、陶瓷及纳米热障涂层等 ) 5、甲板防滑、防腐涂料等。美国航母用特种钢(1)HY 系列镍 - 铬 - 钛合金钢,耐蚀性、强度、焊接性、成型性与机加工性优异,如 HY-80、HY-100 钢,是制造航母、核潜艇最佳钢材。 (2)HSLA 系列高强度、高韧性结构钢。HY-80 钢用于建造大型水面舰艇,如驱逐舰、巡洋舰和航空母舰等,尼龙兹级核动力航母主要结构材料之一。 (3)HSLA-100、HSLA-115 钢,HSLA-100 是一种低碳、铜沉淀强化尖端低合金钢。已应用于美国新建航母壳体和核潜艇,核动力航母“斯坦尼斯”号 (CVN-74),以及航母 CVN-78 的飞行甲板。 俄罗斯 AK 系列镍铬加钛合金钢,堪称世界上屈服强度最高的材料,可达1000MPa,可用来制造航母和深潜核潜艇。航母用特殊材料航母用钛及钛合金(1)其高强度、可焊性和耐腐蚀性广泛应用于核潜艇、深潜器等舰艇结构设备 ; (2)抗空泡剥蚀和耐疲劳性能优异,如Ti75合金等,广泛应用于螺旋桨、往复式盐水泵 、舷侧双座双球阀阀杆材料; (3)比其他合金更优异的耐海水蚀性能,高比强度、低密度,广泛应用于传热管、冷却管 ; (4)抗海水、Cl - 及高温下应力腐蚀。如 Ti31 钛合金等,广泛应用于冷却器、换热器、管路等,钛换热器污堵系数仅为 0.95 ~ 0.99。单晶高温合金单晶高温合金凭借其蠕变强度、热疲劳强度、抗氧化性能和抗腐蚀特性,广泛应用于涡轮叶片、涡轮盘等结构材料中。碳纤维复合材料碳 / 碳复合材料具有质量轻、模具高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击和耐腐蚀等优异性能,是世界战斗机发动机先进国家为未来战斗机发动机热端部件研究和发展的新型高温结构材料。美国已经将碳 / 碳复合材料应用于 F100 发动机的加力燃烧室喷嘴,还计划将其应用于 F119 发动机的排气喷管 ; 法国已经将它应用于 M53 发动机加力燃烧室的喷油杆、隔热屏和调节片。目前,人们正在研究和解决其高温抗氧化性能差的问题。陶瓷热障涂层陶瓷基复合材料具有低密度、耐高温、耐腐蚀和耐烧蚀等优点,耐温高达1370 ~ 1480℃,是战斗机发动机燃烧室/ 加力燃烧室火焰筒、涡轮转子 / 静子叶片、加力燃烧室火焰稳定器、排气喷管调节片等部件的极好候选材料。目前,金属纤维增强的陶瓷基复合材料、碳纤维增强的陶瓷基复合材料和陶瓷基复合材料已经开始应用于 M53 和 M88 发动机上。 第 4 代陶瓷热障涂层以及第 5 代纳米热障涂层也逐步替代等离子喷涂涂层成功应用在战斗机发动机涡轮叶片等高温部件上,实现内外超级热障性能,如JT9D 战斗机。航母甲板防滑防腐涂料飞行甲板涂料不但要承受舰载机尾钩的冲击和阻拦索的研磨,飞机、车辆和人员的碾压,还要遭受潮湿盐雾的海洋大气环境侵蚀,以及甲板清洁剂与油污的腐蚀。 近年来,国外开展了非晶态金属基涂料、高耐久性防滑涂料、单层快干防滑涂料等多种新型防滑涂料的研究工作,以期进一步提高防滑涂料的耐腐蚀、抗高温等性能,减少使用维护工作量。 DARPA 开发出耐高温抗冲击防滑涂料可解决 MV-22“鱼鹰”运输机和未来F-35B 联合攻击机在两栖舰飞行甲板起降时舰载机高温尾流喷射带来的甲板变形问题;海军研究实验室 (NRL) 正致力于开发出更长寿命、耐高温的下一代非环氧类防滑涂料;美国奥斯汀公司新推出一种利用玻璃纤维加强“抓牢”防滑复合材料,含有韧化剂,不含易挥发的有机化合物,也不含毒剂和致癌化合物,主要用于起降落区。“抓牢”涂层可承受 15000 次阻拦着舰。石墨烯防腐涂料随着石墨烯的火热,石墨烯防腐涂料也逐渐出现在了人们面前。虽然还没应用到航母这种超大型军事装备上,但目前已大规模应用于海船、海上风电塔筒等海上设备的防腐。这种新型防腐涂料填补了国内外将石墨烯运用于防腐领域的空白。石墨烯作为人类已知最硬、最薄的纳米新材料,相信在不久后,其防腐涂料就能大规模应用到航母等大型军事装备的防腐领域。案例:舰载机腐蚀防护米格 29-K 舰载机采用高防腐蚀性的海军 RD33K 发动机,采用无烟燃烧室和一种新型抗腐蚀蒙皮,并增加可折叠的空中受油装置。 美国著名的F-14“雄猫”舰载战斗机、FA-18 机身均采用高抗腐蚀涂层。美国也用了多种材料防止飞机腐蚀,其中例如采用铝皮包减少腐蚀趋向,改善涂层附着力。使用卓越弹性和耐久性的聚氨酯面漆。聚硫化物密封剂和铬酸盐底漆被用于连接表面和链条密封,以减少水侵入。如何让航母行得更远 ?(1)加大新材料的研发力度,提高结构材料、管路材料的防腐性能 ; (2)加强海水系统腐蚀、污损规律及控制技术研究 ; (3)研发长效防腐防污涂料、高性能飞行甲板涂料 ; (4)提高材料腐蚀、老化机制评价手段,从总体设计、施工控制、仿真、实验、检测与评估等方面全方位开展航母腐蚀控制技术方案研究 ; (5)编制航母及舰载设备腐蚀控制设计、建造、维护修理指南。返回搜狐,查看更多


 

alvcon V系列执行器具有防过载、过热等多种保护。
过热断路器--不管何种原因马达过热,断路器就会动作自动切断电路,保护马达,直到马达冷却到正常温度,之后马达可自动恢复。
电源错接保护--如果电源正负端错接,保险丝自动隔离电源与马达控制板,保护马达控制板不受损坏,使得维修和恢复十分方便。
马达自锁保护--如果执行器不能达到控制信号预设的位置,马达控制线路会自动切断,马达处于自锁状态,直到控制信号发出向反方向动作时,马达才运转。(调节型适用)

 


 

执行器
 


 

Valvcon V系列
 



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