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铁基非晶涂层的研究现状及应用

中国表面工程 2025年

作者：胡明超赵运才王慧鹏黄艳斐邢志国朱合法郭伟玲王海斗江西理工大学机电工程学院陆军装甲兵学院再制造技术国家重点实验室上海大学材料科学与工程学院陆军装甲兵学院机械产品再制造国家工程研究中心

铁基非晶合金以其优异力学性能、软磁性能和耐磨耐腐蚀性能，被广大研究学者所关注。但铁基非晶合金块体材料的室温脆性及尺寸限制严重影响其在表面防护中的应用，而铁基非晶涂层在突破非晶合金块体材料的室温脆性及尺寸限制的基础上还... 详细信息

铁基非晶合金以其优异力学性能、软磁性能和耐磨耐腐蚀性能，被广大研究学者所关注。但铁基非晶合金块体材料的室温脆性及尺寸限制严重影响其在表面防护中的应用，而铁基非晶涂层在突破非晶合金块体材料的室温脆性及尺寸限制的基础上还保持了其高硬度，高耐磨耐腐蚀性能的特点，使其能出色地运用于零件的表面防护，因此针对铁基非晶涂层的研究现状进行系统地总结。主要从铁基非晶涂层材料、涂层制备技术、涂层耐磨耐腐蚀性能以及实际应用四方面综合论述了近年来铁基非晶涂层的研究进展。结果表明：铁基非晶涂层材料中“Fe-ETM-LTM-M”型的铁基非晶合金粉末的玻璃形成能力最高，雾化法制备出的铁基非晶合金粉末最适用于非晶涂层制备；热喷涂技术制备出的涂层成分均匀，结构致密；激光熔覆技术制备出的涂层能与基体形成冶金结合，结合强度高。因此热喷涂技术和激光熔覆技术成为制备铁基非晶涂层最常用的两种技术，并且都可通过相应的技术调整或添加辅助场手段使制备出的铁基非晶涂层性能更佳；在制备涂层过程中，调配元素组成、增强相的加入和预/后处理都可以为铁基非晶涂层的耐磨耐腐蚀性能的改善做出贡献，扩大了其在复杂工况中的应用前景；铁基非晶涂层通过科研技术人员的性能调控，已在军事、核工业、电力材料防护等方面发挥关键作用。从上述四个不同的角度阐述了铁基非晶涂层的性能提升以及实际应用现状，以期为广大铁基非晶涂层开发的科研技术人员提供参考。

关键词：铁基非晶涂层热喷涂激光熔覆耐磨性能耐腐蚀性能

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基于硬件在环的液压实验平台设计与应用

实验科学与技术 2025年

作者：韩寿松刘相波晁智强靳莹陆军装甲兵学院车辆工程系

针对新装备液压系统结构原理复杂，实装教学训练易损坏装备、安全风险大等问题，设计了一种基于液压半实装硬件和虚拟模型的实验平台。采用三维建模软件和Unity3D完成虚拟模型及动画集成与控制；设计了由基于内核芯片STM32F407IGT6的测... 详细信息

针对新装备液压系统结构原理复杂，实装教学训练易损坏装备、安全风险大等问题，设计了一种基于液压半实装硬件和虚拟模型的实验平台。采用三维建模软件和Unity3D完成虚拟模型及动画集成与控制；设计了由基于内核芯片STM32F407IGT6的测控卡、操作控制装置和传感器构成的接口模块，实现半实装硬件和虚拟模型之间数据交互。以某型综合传动液压系统为例，对实验平台的结构原理、故障维修等功能模块进行了说明。应用表明采用硬件在环的液压实验平台，可实现液压教学理论与实践的有机融合，解决了复杂液压系统结构原理不直观与实践能力培养不足的难题，教学效果提升明显。

关键词：硬件在环液压系统实验平台虚拟模型

传统压痕法识别陶瓷材料断裂韧性的有效性研究

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材料工程 2015年第12期43卷 81-88页

作者：王家梁马德军白盟亮黄勇孙亮装甲兵工程学院机械工程系北京100072 总装备部西安军事代表局西安710065

基于虚拟裂纹闭合法对传统压痕法测试陶瓷材料断裂韧性的数值模型进行计算,以此为基础,分析比较传统压痕法的几种典型公式识别陶瓷材料断裂韧性的测试误差和所测材料的适用范围。结果表明:传统压痕法的Anstis公式较Evans公式,Lawn公式,J... 详细信息

基于虚拟裂纹闭合法对传统压痕法测试陶瓷材料断裂韧性的数值模型进行计算,以此为基础,分析比较传统压痕法的几种典型公式识别陶瓷材料断裂韧性的测试误差和所测材料的适用范围。结果表明:传统压痕法的Anstis公式较Evans公式,Lawn公式,JISR公式和Niihara公式,在材料比功0.3≤We/Wt≤0.45时所测断裂韧性值与理论计算值较为接近,其最大误差为12.9%,测试结果相对准确;当0.45

关键词：传统压痕法陶瓷材料断裂韧性虚拟裂纹闭合法比功

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陶瓷材料维氏压痕形貌仿真与实验分析

材料工程 2015年第11期43卷 71-76页

作者：王家梁马德军陈伟黄勇白盟亮装甲兵工程学院机械工程系北京100072 总装备部西安军事代表局西安710065

基于有限元数值分析模型对陶瓷材料维氏压入过程中产生的压痕形貌进行仿真。以Si3N4和ZrO2两种典型陶瓷材料为例,对其有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长和维氏硬度进行对比,结果表明,Si3N4和ZrO2的有限元仿真压痕与实验测量压... 详细信息

基于有限元数值分析模型对陶瓷材料维氏压入过程中产生的压痕形貌进行仿真。以Si3N4和ZrO2两种典型陶瓷材料为例,对其有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长和维氏硬度进行对比,结果表明,Si3N4和ZrO2的有限元仿真压痕与实验测量压痕对角线半长分别相差0.39%和-0.53%,维氏硬度分别相差-2.7%和4.2%。随着压头与材料间的摩擦因数由0变化至0.5,有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长分别相差0.28%和0.27%,维氏硬度分别相差0.14%和0.21%。此外,应用本方法对其他几种典型陶瓷材料(Al2O3,ZTA,SiC,Silica)维氏压入有限元仿真计算值与实验真实测量值进行了对比,其压痕对角线半长分别相差1.14%,-0.57%,-0.89%,0.41%,维氏硬度分别相差-2.24%,1.12%,1.85%,-0.86%。据此可知,陶瓷材料维氏压痕形貌可由有限元数值仿真方法获得,从而解决了陶瓷材料维氏硬度测试过程中因压痕不够清晰导致的测量数据不准问题,为下一步探索基于仪器化压入响应识别陶瓷材料维氏硬度以及其他各力学性能参数提供技术基础。

关键词：陶瓷材料有限元仿真压痕对角线半长维氏硬度摩擦因数

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电动汽车直冷电池热管理技术研究进展

过程工程学报 2025年

作者：朱喜娇严华夏集美大学海洋装备与机械工程学院

随着全球能源危机和环境污染问题的加剧，电动汽车因其高能效、低排放等优点成为未来动力汽车的发展趋势。电池生热制约着其使用性能，了解电池生热成因采取应对策略对提高电池使用性能和安全性至关重要。本工作首先简要介绍了电池生热... 详细信息

随着全球能源危机和环境污染问题的加剧，电动汽车因其高能效、低排放等优点成为未来动力汽车的发展趋势。电池生热制约着其使用性能，了解电池生热成因采取应对策略对提高电池使用性能和安全性至关重要。本工作首先简要介绍了电池生热成因，直冷电池热管理技术利用制冷剂蒸发吸热原理，提供高效冷却效率，与传统液冷和风冷系统相比，直冷系统结构更紧凑、响应速度更快。通过对近期相关文献的探讨，综述了直冷系统结构、冷板设计和系统参数的优化策略等方面的研究进程，通过合理配置冷媒属性和调节系统参数及冷板布置，可以显著改善高倍率充放电条件下的电池温度均匀性，延长电池使用寿命和保障运行安全。未来针对直冷电池热管理系统的研究应重点关注直冷板系统结构和参数的优化，开发高效环保的新型冷媒等。要点：(1)相比传统热管理系统，直冷电池热管理结构紧凑、响应速度快。(2)本工作从冷媒选择、系统配置及创新技术应用方面对直冷电池热管理系统展开综述。(3)直冷板结构的改进与系统参数的优化研究，持续推动热管理技术向高效、可靠的方向发展。(4)未来直冷系统优化将聚焦结构设计、冷媒选择和控制策略优化，以提升系统性能满足用户需求。

关键词：电动汽车电池热管理直冷冷却系统优化

超声冲击对激光熔覆铁基涂层表面完整性及耐腐蚀性研究

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中国表面工程 2025年

作者：王新生郑阳柳建蔡志海杜娴王海斗郑州轻工业大学河南省机械装备智能制造重点实验室陆军装甲兵学院机械产品再制造国家工程研究中心

45CrNiMoVA高强钢具备高强度、高淬透性、高比强度和优异的抗疲劳性能，常用于装甲车辆扭杆悬挂系统以及航空航天工业系统。为解决45CrNiMoVA高强钢在腐蚀环境下的应力腐蚀问题，采用自制铁基合金粉末在高强钢表面进行激光熔覆，并对涂... 详细信息

45CrNiMoVA高强钢具备高强度、高淬透性、高比强度和优异的抗疲劳性能，常用于装甲车辆扭杆悬挂系统以及航空航天工业系统。为解决45CrNiMoVA高强钢在腐蚀环境下的应力腐蚀问题，采用自制铁基合金粉末在高强钢表面进行激光熔覆，并对涂层进行超声冲击强化处理，分析超声冲击前后涂层的表面完整性及耐腐蚀性。结果表明，超声冲击处理后，涂层表面粗糙度由12.76 μm降至2.05 μm，降低了83.93%。表层形成约15 μm细晶层，层内晶粒出现破碎、压缩及拉长，并沿加工方向上展现出塑性流动，晶粒致密程度增加，涂层亚表面和内部未见明显的晶粒变化。涂层残余应力由拉应力（97 MPa）转变为压应力（-200 MPa），最大残余压应力（-200 MPa）出现在表层。顶部硬度最大值由772HV0.1增至889HV0.1，表层下100 μm范围内硬度显著提升。涂层表面较低的粗糙度、细化的晶粒、加工硬化和残余压应力的存在阻碍了腐蚀离子的渗入，涂层自腐蚀电位正移130 mV，腐蚀电流密度下降56.48%。经超声冲击强化后的激光熔覆涂层在3.5%NaCl溶液中具有较好的耐电化学腐蚀性。本研究克服了硬质涂层表面强化困难，为超声冲击技术在高硬度涂层中的应用提供参考和借鉴。

关键词：激光熔覆超声冲击表面完整性耐腐蚀性

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基于有限元数据交会的部件毁伤评估方法研究

北京理工大学学报 2017年第4期37卷 430-435页

作者：李向荣李帅王国辉李国栋李帆装甲兵工程学院兵器工程系北京100072 总装备部驻长治地区军事代表室山西长治046012

武器装备部件级战场损伤评估是实现装备精确保障仿真与战时精确预测的基础.以榴弹破片对付主战坦克为例,采用有限元离散法提出一种的弹目交会计算模型,建立了以概率形式表示的破片打击下部件毁伤准则.确定了一定条件下的火炮身管炮口与... 详细信息

武器装备部件级战场损伤评估是实现装备精确保障仿真与战时精确预测的基础.以榴弹破片对付主战坦克为例,采用有限元离散法提出一种的弹目交会计算模型,建立了以概率形式表示的破片打击下部件毁伤准则.确定了一定条件下的火炮身管炮口与炮塔附近处损坏的临界侵彻深度,分别是35mm和85mm.编制了主战坦克与榴弹破片的有限元离散交会计算程序,并进行了示例计算.研究结果也适用于榴弹破片对付其他装备部件的损伤评估,从而为战场修复与精确维修保障提供支撑.

关键词：战场损伤评估部件级有限元交会模型

功率对磁控溅射TbDyFe薄膜磁致伸缩性能的影响

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稀有金属材料与工程 2007年第7期36卷 1272-1274页

作者：刘吉延马世宁乔玉林李长青装甲兵工程学院

采用直流磁控溅射工艺制备TbDyFe磁致伸缩薄膜,通过考察薄膜成分及其微结构,分析研究了溅射功率对薄膜磁致伸缩性能的影响。结果表明,同一薄膜内部成分相当均一,但不同溅射功率条件下的薄膜成分相异。溅射功率较低,薄膜内部微柱状体结... 详细信息

采用直流磁控溅射工艺制备TbDyFe磁致伸缩薄膜,通过考察薄膜成分及其微结构,分析研究了溅射功率对薄膜磁致伸缩性能的影响。结果表明,同一薄膜内部成分相当均一,但不同溅射功率条件下的薄膜成分相异。溅射功率较低,薄膜内部微柱状体结构导致了磁各向异性的产生,磁致伸缩性能下降;溅射功率提高到120W,微柱状体结构消失,薄膜内部趋于均一连续,磁致伸缩性能较好。

关键词：磁控溅射 TbDyFe薄膜磁致伸缩溅射功率

六轮独立驱动滑动转向车辆运动控制算法仿真研究

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兵工学报 2013年第11期34卷 1461-1468页

作者：闫永宝张豫南颜南明韩宝亮装甲兵工程学院控制工程系北京100072 总装备部南京军事代表局江苏南京210009

依据六轮独立电驱动滑动转向车辆转向原理及车轮扭矩独立可控的特点,结合驱动力优化分配及操控稳定性问题,提出了一种运动控制算法。该算法由速度控制器,转弯控制器和轮胎力最优分配控制器组成。其中,速度控制器和转弯控制器根据车辆状... 详细信息

依据六轮独立电驱动滑动转向车辆转向原理及车轮扭矩独立可控的特点,结合驱动力优化分配及操控稳定性问题,提出了一种运动控制算法。该算法由速度控制器,转弯控制器和轮胎力最优分配控制器组成。其中,速度控制器和转弯控制器根据车辆状态产生整车所需总的纵向力和转弯横摆力矩,轮胎力最优化分配控制器根据轮胎垂直载荷优化分配各个车轮所需的扭矩。仿真结果表明:垂直载荷较大的轮胎获得了较大的驱动扭矩,与平均分配算法相比,采用轮胎力最优化分配算法,轮胎负荷率降低了9.79%,提高了车辆的操控稳定性。

关键词：控制科学与技术滑动转向独立驱动驱动力分配操控稳定性