纤维金属层合板的抗爆性能及失效机理

采用爆炸冲击摆锤系统,对玄武岩纤维-铝合金层合板和碳纤维-铝合金层合板进行了爆炸加载实验。实验中通过改变炸药质量获得不同的加载冲量,分析了载荷冲量、结构组合形式以及纤维类型对纤维金属层合板变形/失效模式的影响。实验中观察到分层、基质失效、金属撕裂、塑性大变形等典型的变形失效模式。实验结果表明:随着冲量的增加,纤维金属层合板中铝合金层的塑性变形以及纤维层的损伤区域不断增大;纤维金属层合板相对于单一的金属层合板具有更优异的抗冲击性能。     

聚脲涂覆钢板在爆炸载荷作用下的动态响应

在验证了所用方法有效性的基础上,采用有限元软件LS-DYNA数值模拟了等面密度聚脲涂覆钢板结构及单一钢板在空爆下的动态响应,分析了聚脲涂覆位置对其抗爆性的影响;在此基础上,通过量纲分析的方法讨论了爆心距、炸药质量、涂覆聚脲厚度对钢板变形的影响规律。结果表明,聚脲涂覆在钢板上的位置影响其抗爆性能。其他变量一定的情况下,钢板中心最大位移随爆心距的增加近似呈指数递减趋势;改变炸药质量时,钢板中心最大位移随炸药质量的增加近似呈线性递增趋势;改变涂覆聚脲厚度时,钢板中心最大位移随涂层厚度的增加近似呈线性递减趋势。     

聚脲/铝分层复合结构的抗爆性能研究

为研究聚脲/铝分层复合结构的抗爆性能,对在空爆载荷下的聚脲/铝结构进行了数值模拟,并与文献中的试验结果进行对比,验证数值模型的准确性。在此基础上研究了等质量条件下,复合结构层数、复合结构中金属铝的体积分数以及聚脲层位置对靶板中心点挠度的影响,分析爆炸过程中结构的能量吸收特点。结果表明：在等质量下,聚脲/铝分层复合结构存在最优的结构设计;在所讨论的结构中,除铝体积分数为90%的4层结构外,其他结构的抗爆性能均优于均质铝板,铝体积分数为10%的一层结构的抗爆炸性能最好;聚脲涂覆位置影响结构的抗爆性能,且聚脲涂覆在背爆面时抗冲击性能更优;铝板的内能吸收是复合结构能量吸收的主要部分,铝板的内能吸收比例随着铝体积分数的增加先减小后增大。研究结果可为聚脲/铝复合结构的抗爆设计提供参考。     

聚脲涂覆钢复合结构的抗爆效应

为研究不同涂覆方式下聚脲涂覆钢复合结构的抗爆性能及聚脲涂层的吸能机理。针对等面密度、等钢板厚度的无涂覆、迎爆面涂覆和背爆面涂覆3种结构,分别开展抗40和60 g TNT爆炸加载试验。通过对比复合结构破坏模式,分析聚脲涂层对复合结构抗爆性能的影响以及聚脲涂层防护机理。研究表明:等面密度条件下,迎爆面涂覆聚脲涂层不能提高复合结构的抗爆性能;等钢板厚度条件下,聚脲涂层可以提高复合结构的抗爆性能,且背爆面涂覆效果最佳;聚脲涂覆钢板复合结构的抗爆性能与聚脲涂层的本构弥散、界面弥散以及热软化效应等相关。     

聚脲涂层复合结构抗侵彻机理实验研究

为研究聚脲涂层复合靶板的抗侵彻性能,利用球形弹丸开展了相近面密度下的钢质靶板与喷涂聚脲涂层复合结构的弹道冲击实验,得到了钢靶与采用不同涂覆方式制备的聚脲涂层复合结构的抗侵彻性能,分析了失效模式和吸能机理。结果表明:冲击过程中,前聚脲涂层能有效缓冲弹体与钢靶之间的撞击载荷,使钢靶产生预变形,降低弹体的相对侵彻速度,延缓钢靶绝热剪切破坏的发生,提高复合结构的弹道极限;后聚脲涂层可与钢靶协调变形,形成冲塞质量块吸能,吸收弹体动能,在弹速较高时有较好的吸能能力。     

栓钉型弧形双钢板混凝土组合板的抗爆性能试验与数值分析

弧形双钢板混凝土组合结构由钢板、混凝土与连接件协同作用,具有更优异的抗震和抗爆性能,被应用于超高层结构、海洋平台和核电设施中。利用试验和数值分析方法研究了栓钉型弧形双钢板混凝土组合结构的破坏模式和损伤机理,参数化分析了爆炸距离、钢板厚度、拱高和栓钉间距对其抗爆性能的影响。结果表明：在爆炸荷载下,栓钉型弧形双钢板混凝土组合板整体表现良好,仍具有较高的承载能力。增加爆炸距离和钢板厚度能有效减小混凝土的损伤和组合板的跨中挠度;减小拱高,混凝土损伤区域从以压缩破坏为主逐渐转换为以拉伸破坏为主,混凝土损伤更严重,组合板跨中挠度变大;减小栓钉间距会增大混凝土塑性损伤程度,但组合板的跨中挠度减小。研究结果可为弧形双钢板混凝土组合结构的设计提供参考。     

电子辐照ITO/F46/Ag热控涂层的电学性能退化及损伤机理

对ITO/F46/Ag热控涂层进行了电子辐照地面模拟试验,探讨了其表面电阻率随电子辐照注量的退化规律,并借助扫描电镜(SEM)对其表面形貌变化进行了研究。通过SEM分析发现,涂层表面发生了严重的损伤效应,有裂纹、碎片和熔蚀现象出现。对涂层的损伤机理进行了分析,并给出了电子辐照ITO/F46/Ag热控涂层的表面碎裂损伤模型。     

电子辐照ITO/F46/Ag热控涂层的电学性能退化及损伤机理

对ITO/F46/Ag热控涂层进行了电子辐照地面模拟试验,探讨了其表面电阻率随电子辐照注量的退化规律,并借助扫描电镜（SEM）对其表面形貌变化进行了研究。通过SEM分析发现,涂层表面发生了严重的损伤效应,有裂纹、碎片和熔蚀现象出现。对涂层的损伤机理进行了分析,并给出了电子辐照ITO/F46/Ag热控涂层的表面碎裂损伤模型。     

电子辐照对ZnO／K2SiO2型热控涂层光学性能的影响

研究了电子辐照对ZnO/K2SiO2型热控涂层光学性能的影响,采用10,30,50和70keV的电子对试样进行辐照。在辐照前后对每一个试样的光谱反射系数进行了原位测量。根据Johnson太阳光谱分布计算了涂层的太阳光谱吸收系数,分析了电子能量对光谱反射系数和太阳光谱吸收系数的影响,并对红外区光谱反射系数的变化结果进行了讨论。实验结果发现电子辐照后ZnO/K2SiO2涂层的光学性能发生严重退化,退化程度取决于电子能量,随电子能量的增大而增大。     

电子辐照对ZnO/K_2SiO_3型热控涂层光学性能的影响

研究了电子辐照对 Zn O/K2 Si O3 型热控涂层光学性能的影响。采用 1 0 ,3 0 ,50和 70 ke V的电子对试样进行辐照。在辐照前后对每一个试样的光谱反射系数进行了原位测量。根据 Johnson太阳光谱分布计算了涂层的太阳光谱吸收系数。分析了电子能量对光谱反射系数和太阳光谱吸收系数的影响 ,并对红外区光谱反射系数的变化结果进行了讨论。实验结果发现电子辐照后 Zn O/K2 Si O3 涂层的光学性能发生严重退化 ,退化程度取决于电子能量 ,随电子能量的增大而增大。     

环氧树脂基近红外吸收涂层的近红外光谱、力学及耐盐水性能研究

以环氧树脂为粘合剂,Sm₂O₃为功能颜料,硅烷偶联剂和石墨烯为改性剂,制备得到了一种同时具有突出力学性能和耐盐水性能的近红外低反射率涂层。系统研究了Sm₂O₃添加量、硅烷偶联剂种类、硅烷偶联剂添加量和石墨烯添加量对涂层性能的影响。结果表明：Sm₂O₃添加量的增加可明显降低涂层对1.06μm近红外光的反射率,当Sm₂O₃添加量为50%,涂层对1.06μm近红外光的反射率可低至31.2%。此时,涂层的附着力和耐冲击强度分别可达到1级和50 kg·cm。用硅烷偶联剂改性涂层,偶联剂上的强极性基团分别可与涂层中的树脂基体和颜料形成共价键结合,从而可发挥桥连作用,进而可明显改善涂层的柔韧性,其中KH560的改性效果最佳。当KH560添加量为5%,涂层的柔韧性可从改性前的9 mm显著改善为改性后的4 mm。石墨烯具有特殊的共平面结构和超长共轭结构特征,使其对入射光的吸收可延伸到近红外区域。石墨烯特殊的片层结构使其具有很高的耐...     

电子辐照对ZnO/K2SiO3型热控涂层光学性能的影响

研究了电子辐照对ZnO/K2SiO3型热控涂层光学性能的影响。采用10,30,50和70keV的电子对试样进行辐照。在辐照前后对每一个试样的光谱反射系数进行了原位测量。根据Johnson太阳光谱分布计算了涂层的太阳光谱吸收系数。分析了电子能量对光谱反射系数和太阳光谱吸收系数的影响,并对红外区光谱反射系数的变化结果进行了讨论。实验结果发现电子辐照后ZnO/K2SiO3涂层的光学性能发生严重退化,退化程度取决于电子能量,随电子能量的增大而增大。     

电子通量对ZnO/K2SiO3热控涂层光学性能的影响

研究了电子通量对ZnO/K2SiO3热控涂层光学性能的影响。分别采用通量为5×1011/cm2·s,8×1011/cm2·s,1×1012/cm2·s 和5×1012/cm2·s的电子对试样进行辐照。电子辐照下涂层的光学性能发生了退化,并且发现了退化涂层在空气中的“漂白”现象。分析了ZnO/K2SiO3热控涂层光学性能的退化机制,同时讨论了电子通量对太阳光谱吸收系数的影响。实验结果发现,在5×1011～1×1012/cm2·s的电子通量范围内,电子通量对ZnO/K2SiO3热控涂层光学性能的影响相同。因此在这个电子通量范围内,采用加速地面试验来模拟空间的电子辐照效应是有效的。     

电子通量对ZnO/K2SiO3热控涂层光学性能的影响

 研究了电子通量对ZnO/K₂SiO₃热控涂层光学性能的影响。分别采用通量为5×10¹¹/cm²·s，8×10¹¹/cm²·s，1×10¹²/cm²·s 和5×10¹²/cm²·s的电子对试样进行辐照。电子辐照下涂层的光学性能发生了退化，并且发现了退化涂层在空气中的“漂白”现象。分析了ZnO/K₂SiO₃热控涂层光学性能的退化机制，同时讨论了电子通量对太阳光谱吸收系数的影响。实验结果发现，在5×10¹¹～1×10¹²/cm²·s的电子通量范围内，电子通量对ZnO/K₂SiO³热控涂层光学性能的影响相同。因此在这个电子通量范围内，采用加速地面试验来模拟空间的电子辐照效应是有效的。     

Mo离子注入对金刚石涂层附着性能的影响

采用Mo离子注入工艺对YG6硬质合金基体表面进行处理,用微波等离子体CVD(MPCVD)法沉积金刚石涂层,研究了Mo离子注入工艺对金刚石涂层附着性能的影响.结果表明,Mo离子注入后,硬质合金基体表面的化学成分发生了明显变化;采用适当剂量的Mo离子注入基体,可使CVD金刚石涂层的附着性能显著提高. 关键词： 金刚石涂层 Mo离子注入 硬质合金基体 附着性能     

碳纳米管复合吸波涂层微波吸收性能的模拟计算

如何利用碳纳米管复合吸波涂层的参数进行吸波性能优化是电磁屏蔽研究的热点之一.涂层参数对吸波性能影响的研究主要停留在实验探索阶段,而碳纳米管的结构参数对吸波性能影响的研究鲜有报道.因此,从微观结构层次研究涂层参数对吸波性能的影响有重要意义.基于多壁碳纳米管的等效电路,利用碳纳米管结构参数与等效电路各元件参数的关系,研究了碳纳米管损耗微波的机理,建立了碳纳米管结构参数与微波反射率的关系式.根据此关系式,利用Matlab软件模拟计算了碳纳米管管长、管径、涂层中碳纳米管的含量以及涂层厚度对微波反射率的影响.模拟计算结果表明:涂层的微波反射率随碳纳米管含量变化的模拟曲线与实验结果符合;碳纳米管含量和厚度是影响吸收峰位置和吸收强度的重要参量,而碳纳米管直径和长度是主要影响吸收峰强度的参量.     

电子辐照能量对Kapton/Al热控涂层光学性能的影响

 研究了电子辐照时，电子能量与累积通量对Kapton/Al热控涂层光学性能的影响。采用原位测量的手段记录了辐照前后的光谱反射系数。试验结果表明，电子辐照后Kapton/Al热控涂层的反射性能,在太阳光谱辐射强度较大的300~1 200nm波长区间产生较大程度退化。在电子辐照作用下，作为离子导电型聚合物的 Kapton薄膜表面没有发现辐照充电效应。辐照后涂层材料存在“退火效应”，或称“漂白效应”。Kapton/Al涂层太阳吸收比的变化量与电子辐照累积通量的变化关系成幂函数形式,其系数与指数的极大值与极小值分别出现在电子能量为50keV附近。在辐照累积通量相同时，该变化量随辐照电子能量的提高而增大。     

电子辐照能量对Kapton/Al热控涂层光学性能的影响

研究了电子辐照时,电子能量与累积通量对Kapton/Al热控涂层光学性能的影响。采用原位测量的手段记录了辐照前后的光谱反射系数。试验结果表明,电子辐照后Kapton/Al热控涂层的反射性能,在太阳光谱辐射强度较大的300~1 200nm波长区间产生较大程度退化。在电子辐照作用下,作为离子导电型聚合物的 Kapton薄膜表面没有发现辐照充电效应。辐照后涂层材料存在“退火效应”,或称“漂白效应”。Kapton/Al涂层太阳吸收比的变化量与电子辐照累积通量的变化关系成幂函数形式,其系数与指数的极大值与极小值分别出现在电子能量为50keV附近。在辐照累积通量相同时,该变化量随辐照电子能量的提高而增大。     

热处理对纳米金刚石涂层场发射性能的影响

用旋涂法在金属钛衬底上涂敷纳米金刚石,经过适当的热处理形成金刚石涂层与金属钛衬底的化学键合,即形成衬底与涂层之间的过渡层,从而为纳米金刚石颗粒提供电子,使其成为有效的发射体。用扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射和拉曼散射等手段分析了温度对键合效果以及场发射性能的影响,温度过高或过低都不利于提高纳米金刚石涂层的场发射性能,只有在700℃左右对样品进行热处理,才能得到较好的键合状态。改变涂膜时旋涂的次数以获得不同涂层厚度的样品,对其在700℃的相同温度下进行热处理,发现涂层过厚或过薄都不利于样品发射性能的提高。旋涂9次并于700℃热处理的样品具有较好的场发射性能,其发射阈值场强可达4.6V/μm,而15.3V/μm场强下的电流密度为59.7μA/cm2。