मल्टीवेरिएट मल्टीस्केल प्रबलित टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट का समग्र डिजाइन

चीन की एयरोस्पेस और विमानन प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, कठोरता जैसे कठोर सेवा वातावरण में संरचनात्मक सामग्रियों की आवश्यकताएं बढ़ रही हैं। कई सामग्रियों के बीच, लगातार प्रबलित टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट धीरे-धीरे कम घनत्व, उच्च शक्ति, उच्च कठोरता, उच्च विशिष्ट मापांक और अच्छे उच्च तापमान प्रतिरोध आदि के अपने फायदे के कारण शोधकर्ताओं के लिए हॉटस्पॉट बन गए हैं। 30 से अधिक वर्षों के शोध के बाद और अनुकूलन, कई बहु-स्तरीय प्रबलित टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट विकसित किए गए हैं। 30 से अधिक वर्षों के अनुसंधान और अनुकूलन के बाद, कई परिपक्व टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट सिस्टम विकसित किए गए हैं, और सामग्रियों के व्यापक प्रदर्शन ने बड़ी सफलताएं हासिल की हैं। टाइटेनियम मिश्र धातु मैट्रिक्स की तुलना में, उचित डिजाइन और प्रसंस्करण के माध्यम से टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट के उपयोग तापमान को 100 ~ 150 डिग्री तक बढ़ाया जा सकता है, और उसी तापमान पर ताकत को 100 एमपीए से अधिक बढ़ाया जा सकता है, जो कि प्रतिस्थापन की उम्मीद है वजन में कमी लाने के लिए उच्च तापमान सेवा वातावरण में पारंपरिक उच्च तापमान धातु सामग्री।
हाल के वर्षों में, मल्टीवेरिएट मल्टी-स्केल सुदृढीकरण और बायोनिक संरचना सुदृढीकरण जैसे नए सामग्री डिजाइन सिद्धांतों के प्रस्ताव ने टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट के प्रदर्शन को और अधिक अनुकूलित करने और टाइटेनियम मैट्रिक्स के मल्टीवेरिएट मल्टी-स्केल सुदृढीकरण की तैयारी के तरीकों के लिए नए शोध विचार प्रदान किए हैं। वर्तमान में अनुप्रयोग में अधिक परिपक्व होने वाले कंपोजिट मुख्य रूप से इन-सीटू ऑटोजेनस और पाउडर धातुकर्म हैं। स्वस्थानी ऑटोजेनस तकनीक सूक्ष्म/नैनो सुदृढीकरण को मैट्रिक्स में समान रूप से वितरित कर सकती है और उत्कृष्ट इंटरफेशियल संरचना और इंटरफेशियल गुण प्राप्त कर सकती है! पाउडर धातु विज्ञान तकनीक पूर्व-डिज़ाइन जैसे कि मिश्रण और पाउडर बिछाने के माध्यम से एक निश्चित संरचना के साथ मैट्रिक्स में सुदृढीकरण को असमान रूप से वितरित कर सकती है, जिससे सामग्री की डिज़ाइन क्षमता बढ़ जाती है। इसलिए, इन 2 प्रक्रियाओं ने टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट तैयारी के क्षेत्र में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला हासिल की है।
इस पेपर में, हम समग्र डिजाइन विचारों, उन्नत प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी, यांत्रिक गुणों और बहुभिन्नरूपी बहु-स्तरीय प्रबलित टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट के इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के पहलुओं से टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट के अनुसंधान और अनुप्रयोग की वर्तमान स्थिति की समीक्षा करेंगे, और क्षमता को सामने रखेंगे। इस सामग्री की अनुसंधान दिशा, टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट के व्यापक प्रदर्शन को और बेहतर बनाने, टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट की प्रसंस्करण समस्याओं को हल करने और इस प्रकार टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट को बढ़ावा देने के उद्देश्य से "टाइटेनियम मैट्रिक्स के डिजाइन, तैयारी, निर्माण और अनुप्रयोग का एकीकृत विकास कंपोजिट।
अनुसंधान और विकास की लंबी अवधि के बाद चीन के टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट में पहले से ही एक परिपक्व सामग्री प्रणाली और तैयारी तकनीक है, सामग्री के व्यापक प्रदर्शन में काफी सुधार हुआ है। टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट के व्यापक प्रदर्शन को और बेहतर बनाने के लिए, टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट की प्रसंस्करण समस्याओं को हल करने के लिए, ताकि टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट "डिजाइन-तैयारी-गठन-अनुप्रयोग" के एकीकरण को प्राप्त किया जा सके, अनुसंधान की भविष्य की दिशा और विकास की प्रवृत्ति निम्नलिखित बिन्दुओं पर केन्द्रित होनी चाहिए।
(1) "माइक्रो-नैनो + कॉन्फ़िगरेशन" सख्त डिजाइन: टाइटेनियम मैट्रिक्स मिश्रित मजबूत शरीर के प्रकार, आकार, वितरण और संरचना के डिजाइन के माध्यम से, मजबूत शरीर के व्यवस्थित गैर-समान वितरण को प्राप्त करने के लिए, शरीर के पैमाने को मजबूत करने की भूमिका निभाते हैं और कॉन्फ़िगरेशन सहक्रियात्मक सख्तीकरण, सामग्री गुणों की स्थिरता की सीमाओं के व्युत्क्रम के समग्र सामग्री ताकत-प्लास्टिक क्रूरता के माध्यम से तोड़ने के लिए, एक नई प्रकार की उच्च शक्ति और उच्च क्रूरता टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट विकसित करता है। एक नए प्रकार की उच्च शक्ति और उच्च कठोरता वाले टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट विकसित किए गए हैं।
(2) बुद्धिमान थर्मल प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी द्वारा संगठन के सटीक निर्माण और सटीक नियंत्रण को प्राप्त करना: टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट की थर्मल प्रसंस्करण प्रक्रिया और तंत्र पर अनुसंधान को गहरा करना, सुदृढीकरण, प्रारंभिक संगठन, आंतरिक विन्यास और थर्मल विरूपण पर अन्य कारकों के प्रभाव की जांच करना टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट का तंत्र, एक पूर्ण थर्मल प्रसंस्करण प्रणाली स्थापित करना, समग्र सामग्री संगठन का सटीक नियंत्रण प्राप्त करना, और बड़े आकार की संरचनात्मक सामग्री की तैयारी में इज़ोटेर्मल फोर्जिंग तकनीक के अनुप्रयोग को आगे बढ़ाना। आवेदन पत्र।
(3) टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट के उच्च-स्तरीय उच्च-प्रदर्शन घटकों की स्थिर तैयारी: तैयारी प्रौद्योगिकी और उन्नत प्रसंस्करण साधनों का लाभ उठाना, इन-सीटू ऑटोजेनस तकनीक, लेजर क्लैडिंग तकनीक और एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग तकनीक (3डी प्रिंटिंग) के संयोजन को अपनाना। सटीक छोटे घटकों, संरचनात्मक रूप से जटिल घटकों और अन्य उच्च-अंत घटकों जैसे मिश्रित सामग्रियों की तैयारी और प्रसंस्करण के बाद की तकनीक विकसित करना, ताकि टाइटेनियम मैट्रिक्स कंपोजिट को प्रदर्शन और परिशुद्धता के मामले में अत्याधुनिक क्षेत्रों की जरूरतों को पूरा किया जा सके। अत्याधुनिक क्षेत्रों में आवश्यकताएँ।
(4) कम लागत और उच्च प्रदर्शन वाले टाइटेनियम मैट्रिक्स मिश्रित सामग्री की तैयारी और प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी विकसित करें, सामग्री की दर में सुधार करें, टाइटेनियम मैट्रिक्स मिश्रित सामग्री के उपयोग की सीमा को कम करें, और क्षेत्र से टाइटेनियम मैट्रिक्स मिश्रित सामग्री के अनुप्रयोग का एहसास करें। सैन्य उद्योग से लेकर नागरिक उद्योग के क्षेत्र तक।