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纳米CuO/CNTs的制备及对高氯酸钾基烟火药发光强度的影响

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含能材料 2014年第1期22卷 80-83页

作者：霸书红闫明辉周龙程秀莲王桂萍万新国杜雪峰沈阳理工大学装备工程学院辽宁沈阳110159

为研究不同附加物对含高氯酸钾与铝粉烟火药的发光强度的影响,采用沸腾回流沉淀法制备了CuO/CNTs纳米复合粒子。用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、同步热分析仪(DSC-TG)表征了它的结构和性能。测试了含不同附加物烟火药配方的... 详细信息

为研究不同附加物对含高氯酸钾与铝粉烟火药的发光强度的影响,采用沸腾回流沉淀法制备了CuO/CNTs纳米复合粒子。用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、同步热分析仪(DSC-TG)表征了它的结构和性能。测试了含不同附加物烟火药配方的发光强度。结果表明,氧化铜能够在碳纳米管表面有效负载,粒径为61.1 nm,其中CuO粒径为8.8 nm,负载量为30%。含纳米复合粒子的CuO/CNTs-Al-KClO4配方的发光强度优于任何含单一附加物的配方,与机械混合的CNTs-CuO-Al-KClO4同配比配方相比,发光强度提高了11.2%,表明CuO/CNTs纳米复合粒子具有更强的正协同催化效应。

关键词：物理化学烟火药 CuO CNTs纳米复合粒子催化效应发光强度

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六种蓝光烟火药的热力学研究

含能材料 2018年第5期26卷 432-435页

作者：霸书红蒋大千王树涛沈阳理工大学装备工程学院辽宁沈阳110159

为了比较不同蓝光烟火药的发光效果和探讨配方优化设计的新方法,利用REAL热力学计算程序对六种蓝光烟火药进行了热力学研究,建立了蓝光烟火药燃烧反应焓与火焰温度和辐射光子数之间的关系,根据计算得到的燃烧火焰温度和辐射蓝光的光子数... 详细信息

为了比较不同蓝光烟火药的发光效果和探讨配方优化设计的新方法,利用REAL热力学计算程序对六种蓝光烟火药进行了热力学研究,建立了蓝光烟火药燃烧反应焓与火焰温度和辐射光子数之间的关系,根据计算得到的燃烧火焰温度和辐射蓝光的光子数,优选了蓝光烟火药配方及配比。结果表明,六种不同蓝光烟火药的燃烧温度为1651～2880 K,这与利用NASA-CEA程序的计算结果一致,在最大波长处辐射的光子数为0.02011～0.0435 mol·kg^(-1),且产生蓝色火焰的主要辐射体为CuCl。借助蓝光烟火药的燃烧反应焓、火焰温度和辐射光子数之间的函数关系式,计算得出含KClO_3、2CuCO_3·Cu(OH)_2和S的蓝光烟火药燃烧温度为1651 K,辐射光子数为0.0435 mol·kg^(-1),在六种配方中其蓝光辐射效果最好,该配方的最佳配比为KClO_3/2CuCO_3·Cu(OH)_2/S=63/19/18,为其它火焰烟火剂的设计和优化提供了一种新的方法.

关键词：烟火药蓝光辐射体热力学参数

纳米KClO_4/CNTs的制备及其与铝粉爆燃发光强度的测定

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含能材料 2016年第10期24卷 973-977页

作者：霸书红关雪楠邹彤程林张庆利王树涛杜雪峰沈阳理工大学装备工程学院辽宁沈阳110159 空军驻山东地区军事代表室山东济南250101

为了研究纳米复合材料与铝粉基烟火药的发光强度,基于NH4Cl O4和KOH的复分解反应制备了高氯酸钾/碳纳米管(KCl O4/CNTs)纳米复合材料。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)表征了其结构。化学分析测试了纳米复合材料中各组分的... 详细信息

为了研究纳米复合材料与铝粉基烟火药的发光强度,基于NH4Cl O4和KOH的复分解反应制备了高氯酸钾/碳纳米管(KCl O4/CNTs)纳米复合材料。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)表征了其结构。化学分析测试了纳米复合材料中各组分的含量,测定了KCl O_4/CNTs-Al、KCl O4-CNTs-Al、KCl O_4-Al不同烟火药配方的发光强度。结果表明,KCl O_4能够有效附着在CNTs的表面且包覆完全,制备的KCl O_4/CNTs复合材料的粒径为74.0 nm,用化学分析法测得KCl O_4/CNTs中两种物质的质量比为78∶22。与KCl O_4-CNTs-Al和KCl O4-Al烟火药相比,KCl O_4/CNTs-Al(77/23)烟火药的发光强度分别提高了39.4%和88.2%。这种发光强度的提高是由于KCl O_4的纳米化、CNTs的催化与燃烧,其中KCl O_4的纳米化对这种发光强度的贡献优于CNTs。

关键词：烟火药高氯酸钾/碳纳米管(KClO4/CNTs) 纳米复合材料发光强度

强冲击下PZT-5H压电陶瓷的动力响应及电输出特性研究

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兵工学报 2018年第5期39卷 983-990页

作者：唐恩凌李月王睿智韩雅菲王利相升海李振波高国文林晓初刘美许迎亮沈阳理工大学装备工程学院辽宁沈阳110159

为了揭示冲击压力对PZT-5H压电陶瓷电输出特性的影响,利用自行建立的聚偏氟乙烯冲击压力测试系统和压电陶瓷电输出性能测试系统,以一级轻气炮作为加载手段,开展了柱状铝合金弹丸分别以195 m/s、487 m/s、532 m/s和613 m/s的速度垂直撞... 详细信息

为了揭示冲击压力对PZT-5H压电陶瓷电输出特性的影响,利用自行建立的聚偏氟乙烯冲击压力测试系统和压电陶瓷电输出性能测试系统,以一级轻气炮作为加载手段,开展了柱状铝合金弹丸分别以195 m/s、487 m/s、532 m/s和613 m/s的速度垂直撞击复合靶板(钢片-压电陶瓷-有机玻璃)的实验。利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA进行弹靶碰撞的有限元分析,分析了不同速度下PZT-5H的冲击压力时程。根据实验系统建立了弹靶接触时应力波传播的简化模型,并通过模型计算出复合结构中PZT-5H压电陶瓷承受的冲击压力峰值。运用实验得到的冲击压力时程、压电陶瓷输出电压时程和储能电容充电电压时程,分析了不同峰值压力脉冲作用下PZT-5H压电陶瓷电输出特性的变化规律。研究结果表明:冲击压力峰值的计算结果与仿真结果、实验测量结果趋势吻合;冲击压力峰值在200~700 MPa范围内时,PZT-5H压电陶瓷输出电压峰值随着冲击应力峰值的增加而增大,且近似呈线性关系;在高速撞击PZT-5H压电陶瓷过程中动能与电能的能量转化效率较低,当储能电容量与PZT-5H压电陶瓷电容量比值为5.9∶1时,压电陶瓷的能量转化率为1.1%.

关键词： PZT-5H压电陶瓷高速碰撞冲击压力电输出特性

强冲击压电陶瓷结构的应力波传播及电压输出特性

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电子学报 2018年第1期46卷 190-196页

作者：王睿智相升海唐恩凌韩雅菲贺丽萍李振波宋继秋李月沈阳理工大学装备工程学院辽宁沈阳110159

为了研究强冲击作用下应力波在压电陶瓷复合结构(前基板-压电陶瓷-后基板)中的传播规律和压电陶瓷的电压输出特性,利用自行构建的聚偏氟乙烯(PVDF)冲击压力测试系统和压电陶瓷的电压输出测试系统并结合一级轻气炮加载系统,开展了2A12柱... 详细信息

为了研究强冲击作用下应力波在压电陶瓷复合结构(前基板-压电陶瓷-后基板)中的传播规律和压电陶瓷的电压输出特性,利用自行构建的聚偏氟乙烯(PVDF)冲击压力测试系统和压电陶瓷的电压输出测试系统并结合一级轻气炮加载系统,开展了2A12柱状铝弹丸分别以313m/s、326m/s、379m/s和397m/s的速度正碰撞压电陶瓷复合结构(不同材料的后基板)实验,采集压电陶瓷与后基板间压力传感器产生的电压信号和压电陶瓷的电压输出信号.同时,基于一维弹性波的传播理论,推导了应力波在弹体与压电陶瓷复合结构接触界面所形成的变截面问题中传播时的碰撞速度与压力峰值的计算关系式,得到了不同碰撞速度条件下压电陶瓷后表面处的应力峰值;利用压电陶瓷输出电压与冲击压力峰值间的理论计算关系式并结合Matlab编程对冲击压力的实验数据处理所得到的冲击压力峰值,计算得到了压电陶瓷的电压输出峰值.研究结果表明:通过理论计算得到的冲击压力峰值、电压输出峰值与实验测量所得结果均基本吻合;在碰撞速度接近时,后基板的材料性质(有机玻璃和铝合金)对应力脉冲峰值特征的影响显著,有机玻璃作为后基板的应力脉冲峰值高于后基板为铝合金时的应力脉冲峰值,且有机玻璃作为后基板的脉冲持续时间长于后基板为铝合金时的脉冲持续时间;压电陶瓷的电压输出峰值随冲击压力峰值的增加而增大且二者呈非线性关系.

关键词：压电陶瓷强冲击 PVDF 瞬态高电压

高速撞击压电陶瓷过程中储能电容对电输出特性的影响研究

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西北工业大学学报 2018年第5期36卷 949-954页

作者：唐恩凌王利王睿智韩雅菲林晓初高国文贺丽萍相升海王猛沈阳理工大学装备工程学院辽宁沈阳110159

为了揭示PZT-5H压电陶瓷电源复合结构在高速撞击载荷下电源外部电路中储能电容对输入电压、输入能量的影响规律,利用自行构建的一级轻气炮加载系统、电源外部电路及电输出测试系统,分别开展了长径比为1∶1的柱状弹丸在相近碰撞速度、不... 详细信息

为了揭示PZT-5H压电陶瓷电源复合结构在高速撞击载荷下电源外部电路中储能电容对输入电压、输入能量的影响规律,利用自行构建的一级轻气炮加载系统、电源外部电路及电输出测试系统,分别开展了长径比为1∶1的柱状弹丸在相近碰撞速度、不同储能电容容量条件下高速撞击单片和多片压电陶瓷复合结构实验。实验结果表明:储能电容越大,压电陶瓷输出电压峰值越小、储能电容充电电压越小,存储能量值越小;随着储能电容量与压电电容量比率的增大,压电陶瓷的能量转换率减小;此外,储能电容的存储能量随压电陶瓷层数的增加而增大;压电陶瓷的电容与储能电容的匹配对储能电容的输入电压和储能电容的输入能量有较大影响。

关键词： PZT-5H压电陶瓷电源高速撞击储能电容电特性实验设计

CrNi3MoVA钢表面电火花沉积W-Ni-Fe-Co涂层的摩擦磨损性能

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材料导报 2017年第12期31卷 35-38,51页

作者：杨君宝郭秋萍赵博远金浩郭策安张健沈阳理工大学装备工程学院驻474军事代表室中国人民解放军65186部队沈阳工业大学材料科学与工程学院

为进一步拓展火炮身管内膛强化手段,采用粉末冶金技术制备了W-Ni-Fe-Co合金,利用电火花表面沉积技术在CrNi3MoVA钢表面沉积了W-Ni-Fe-Co涂层,同时利用电镀技术在CrNi3MoVA钢表面制备了硬Cr涂层与之进行比较,用纳米压痕仪和摩擦磨损试验... 详细信息

为进一步拓展火炮身管内膛强化手段,采用粉末冶金技术制备了W-Ni-Fe-Co合金,利用电火花表面沉积技术在CrNi3MoVA钢表面沉积了W-Ni-Fe-Co涂层,同时利用电镀技术在CrNi3MoVA钢表面制备了硬Cr涂层与之进行比较,用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机研究了涂层的摩擦磨损性能,并利用XRD、SEM和EDS研究了沉积态和磨损后涂层的相结构、形貌及成分。结果表明电火花沉积W-Ni-Fe-Co涂层由α-W、γ-Fe和NiWO4组成,α-W在涂层中呈白亮带分布;W-Ni-Fe-Co涂层的硬度较电镀硬Cr涂层降低了18%,弹性模量较电镀硬Cr涂层提高了4%;W-Ni-Fe-Co涂层的磨损机制为轻微的粘着磨损,而电镀硬Cr涂层为严重的粘着磨损;CrNi3MoVA钢表面沉积W-Ni-Fe-Co涂层较电镀硬Cr涂层具有明显的减摩耐磨效果,随着摩擦速度的增加,W-Ni-Fe-Co涂层的摩擦系数降低,其原因是磨损表面氧化加剧,氧化物的自润滑作用加大。

关键词： CrNi3MoVA钢 W-Ni-Fe-Co涂层电镀硬Cr涂层电火花沉积摩擦磨损

CrNi3MoVA钢表面电火花沉积NiCrAlY涂层的高速摩擦磨损性能

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材料导报 2017年第2期31卷 51-54,59页

作者：杨君宝王远超曲家惠郭秋萍金浩郭策安张健沈阳理工大学装备工程学院沈阳110159 驻474军事代表室抚顺113003 沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870

采用电火花表面沉积技术,在CrNi3MoVA钢表面沉积NiCrAlY涂层。利用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机分别测试了CrNi3MoVA钢和NiCrAlY涂层的硬度、弹性模量和摩擦系数,并用SEM和EDS研究了磨损前后的形貌和成分。结果表明电火花沉积NiCrAlY涂... 详细信息

采用电火花表面沉积技术,在CrNi3MoVA钢表面沉积NiCrAlY涂层。利用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机分别测试了CrNi3MoVA钢和NiCrAlY涂层的硬度、弹性模量和摩擦系数,并用SEM和EDS研究了磨损前后的形貌和成分。结果表明电火花沉积NiCrAlY涂层包含β-NiAl和γ-Ni两相,涂层是由柱状晶组成的微晶涂层;NiCrAlY涂层的硬度较CrNi3MoVA钢提高了22%,而弹性模量较CrNi3MoVA钢降低了21%;当摩擦副为淬火G15钢球,加载量为10N,往复行程为10mm,往复速率为600r/min时,CrNi3MoVA钢平稳摩擦系数为0.65~0.75,而NiCrAlY涂层平稳摩擦系数为0.45~0.55,CrNi3MoVA钢表面沉积NiCrAlY涂层对其具有明显的减摩耐磨作用,涂层表面较高的硬度和高速摩擦中形成的粘附力强的薄氧化物层是其耐磨的主要原因;CrNi3MoVA钢的磨损机制主要为粘着磨损,而NiCrAlY涂层为微切削磨料磨损。

关键词： CrNi3MoVA 钢 NiCrAlY 涂层电火花沉积高速摩擦磨损

电火花沉积AlCoCrFeNi高熵合金涂层的高速摩擦磨损性能

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材料导报 2019年第9期33卷 1462-1465页

作者：郭策安赵宗科赵爽卢凤生赵博远张健沈阳理工大学装备工程学院重庆建设工业(集团)有限责任公司北方华安工业集团有限公司中国人民解放军65186部队

通过与传统电镀硬Cr涂层比较,研究了电火花沉积AlCoCrFeNi涂层的高速摩擦磨损性能。采用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测试涂层的纳米力学性能和摩擦系数,采用SEM、TEM、EDS和XRD分析涂层的微观结构、成分及相组成。结果表明,AlCoCrFeNi... 详细信息

通过与传统电镀硬Cr涂层比较,研究了电火花沉积AlCoCrFeNi涂层的高速摩擦磨损性能。采用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测试涂层的纳米力学性能和摩擦系数,采用SEM、TEM、EDS和XRD分析涂层的微观结构、成分及相组成。结果表明,AlCoCrFeNi涂层晶粒细小,组织致密无裂纹,由BCC和FCC两相构成; AlCoCrFeNi涂层的硬度较硬Cr涂层的硬度提高了约10%,弹性模量降低了约8%,并具有更高的H/E与H3/E2值;与淬火GCr15钢球对磨时,当加载载荷为10 N、往复行程为10 mm、往复速率为800 r/min,AlCoCrFeNi涂层在稳定摩擦阶段的摩擦系数仅为0.25～0.33,而硬Cr涂层为0.65～0.73,AlCoCrFeNi涂层的磨损率较硬Cr涂层的磨损率减小了约41%;硬Cr涂层的磨损机制主要为粘着磨损,失效方式为因脆性裂纹扩展而产生的剥落,而AlCoCrFeNi涂层的磨损机制主要为微切削的磨粒磨损和氧化磨损,摩擦磨损过程中形成的氧化物层提高了涂层的耐磨性能。综上,AlCoCrFeNi涂层较硬Cr涂层具有更好的高速摩擦磨损性能。

关键词：电火花沉积高熵合金 AlCoCrFeNi涂层硬Cr涂层硬度弹性模量高速摩擦磨损