本发明涉及一种含碳化物多元缓烧蚀材料及其制备方法和应用,属于复合材料。
背景技术:
1、随着火炮战技指标的不断提升,各种新型高能发射药以及高密度装填技术的应用推广,造成了火炮身管内膛的严重烧蚀,大大缩短了武器的使用寿命。缓烧蚀添加剂材料可有效降低发射过程中高温火药燃气及弹带对内膛表面的破坏,是一种已经被证实的身管延寿材料。缓烧蚀添加剂主要分为两大类,一种是填装于弹丸药筒内壁的护膛衬里,另一种是直接与火炸药混合的内置缓烧蚀添加剂。
2、传统的外添加缓烧蚀材料比较脆,柔韧性较差,装填不方便,容易出现残渣。硅油类材料降烧蚀效果良好,但它是液体状,容易渗漏,污染粘连发射药粒,引起点传火问题。此外,传统缓烧蚀材料一般只能单独应用于外添加或内添加,使用范围小。
技术实现思路
1、本发明的技术解决问题是:克服现有缓烧蚀材料的技术不足,提供一种柔韧性较好,不易掉渣,可同时应用于内添加和外装填的含碳化物多元缓烧蚀材料及其制备方法和应用,该缓烧蚀材料原料易得且制备方法简单,具有良好的降烧蚀效果。
2、本发明的技术解决方案是:
3、一种含碳化物多元缓烧蚀材料,该材料的原料组分包括蜡类、滑石粉、二氧化钛、氧化铝、氧化铈、碳化硅及乳化剂。
4、所述缓烧蚀材料的原料组分,按照重量份数计,蜡类35.8~68.3份,滑石粉10~30.5份,氧化铝0~30份,氧化铈0~20份,二氧化钛10.5~42.6份,碳化硅10~30份,乳化剂0~8份。
5、所述蜡类为石蜡、微晶蜡及有机硅蜡中的一种或几种的混合物。
6、所述二氧化钛的粒径为2~5μm。
7、所述碳化硅粒径为1nm~5μm。
8、所述乳化剂为十八醇或十六醇。
9、一种含碳化物多元缓烧蚀材料的制备方法,具体制备步骤为:
10、 (1)按照重量份数计,称取蜡,将其放置在加热炉中进行熔化,待蜡完全融化后得到蜡液a,温度控制在90~130℃;
11、(2)按照重量份数计,分别称量二氧化钛、碳化硅、滑石粉,然后依次加入到蜡液a中,开启搅拌器进行搅拌,得到粘稠混料b;
12、(3)将粘稠混料b转移到浸涂台上,浸涂成型为特定设计形状,如平板、条纹状等,然后室温放置冷却得到半成品缓蚀剂。
13、(4)将冷却后的半成品缓蚀剂进行切割得到外添加缓蚀剂,或进行球磨得到内添加缓蚀剂。
14、所述含碳化物多元缓烧蚀材料的应用,其特征是:含碳化物多元缓烧蚀材料在火炮身管延寿方面的应用:把缓烧蚀添加剂切割成片状,置于在药筒的底部(即:外装填),作为药筒内衬,或把缓烧蚀添加剂做成粉末状混合在发射药当中(内添加),作为发射药组分。
15、在本发明中由于碳化硅具有耐高温、高韧性、不易腐蚀、比重小等特点,能够有效提高材料的抗烧蚀性能。
16、本发明的有益效果:
17、改善了传统缓蚀剂的柔韧性,按照本发明制备出的缓蚀材料缓蚀剂的柔韧性较好,不易掉渣,在加入聚酯衬套后,有效降低了缓蚀剂的掉渣堆积现象。
18、当前,由于火炮身管延寿需求不断提升,传统的tio2-石蜡型缓蚀剂已无法满足,采用本方法制备的缓烧蚀材料经半密闭爆发器试验验证,其降烧蚀性能高于tio2-石蜡型缓蚀剂20%以上,极大的提高了身管寿命。
19、拓宽了碳化硅的应用领域:将进一步促进碳化硅在抗烧蚀材料领域和军事领域的应用。
20、适用范围广。本发明制备的缓蚀剂可同时应用于内添加和外装填,可同时满足大、中、小不同弹种的特殊需求。
21、该缓蚀材料制备工艺技术简单,高效,操作方便,过程容易控制,原材料来源广泛,便于工业性生产,实用性更强。
1.一种含碳化物多元缓烧蚀材料,其特征是:缓烧蚀材料的原料组分,按照重量份数计,蜡类35.8~68.3份,滑石粉10~30.5份,氧化铝0~30份,氧化铈0~20份,二氧化钛10.5~42.6份,碳化硅10~30份,乳化剂0~8份。
2.根据权利要求1所述的含碳化物多元缓烧蚀材料,其特征是:所述的蜡类为石蜡、微晶蜡及有机硅蜡中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的含碳化物多元缓烧蚀材料,其特征是:所述二氧化钛的粒径为2~5μm。
4.根据权利要求1所述的含碳化物多元缓烧蚀材料,其特征是:所述碳化硅粒径为1nm~5μm。
5.根据权利要求1所述的含碳化物多元缓烧蚀材料,其特征是:所述的乳化剂为十八醇或十六醇。
6.根据权利要求1~5任一权利要求所述的含碳化物多元缓烧蚀材料的制备方法,其特征是:具体制备步骤为: (1)按照重量份数计,称取蜡,将其放置在加热炉中进行熔化,待蜡完全融化后得到蜡液a,温度控制在90~130℃;(2)按照重量份数计,分别称量二氧化钛、碳化硅、滑石粉,然后依次加入到蜡液a中,开启搅拌器进行搅拌,得到粘稠混料b;(3)将粘稠混料b转移到浸涂台上,浸涂成型为特定设计形状,然后室温放置冷却得到半成品缓蚀剂;(4)将冷却后的半成品缓蚀剂进行切割得到外添加缓蚀剂,或进行球磨得到内添加缓蚀剂。
7.一种含碳化物多元缓烧蚀材料的应用,其特征是:权利要求1~5任一权利要求所述的含碳化物多元缓烧蚀材料在火炮身管延寿方面的应用:把缓烧蚀添加剂切割成片状,置于在药筒的底部,作为药筒内衬,或把缓烧蚀添加剂做成粉末状混合在发射药当中,作为发射药的组分。