金屬爆炸復合材料技術特點及工業應用

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金屬爆炸復合材料技術特點及工業應用

爆炸復合是利用炸藥爆轟作為能源進行金屬間焊接的技術，是材料科學體系的豐富和擴展。爆炸復合是由Carl在1944年首先提出來的，隨后美國的PhilichukV第一次把爆炸焊接技術引入到實際工業中，成功實現了鋁與鋼之間的爆炸焊接。到20世紀60年代初期，美國、前蘇聯、日本等國也相繼開展了爆炸焊接技術和理論的研究，使該項技術日趨成熟。1968年大連造船廠的陳火金等人成功制備出了國內第一塊爆炸復合材料。隨著工業技術發展，金屬爆炸復合材料在宇航軍工、石油化工、交通運輸、金屬防腐蝕和新能源等領域都有了廣泛應用。

金屬爆炸復合材料生產技術

金屬爆炸復合材料的核心是爆炸復合技術。其成形工藝是：將制備好的復板放置在基板之上，然后在復板上鋪設一層炸藥，利用炸藥爆炸時產生的瞬時超高壓和超高速沖擊，推動復板高速傾斜碰撞基板，使金屬產生塑性變形、熔化，實現金屬層間的固態冶金結合。對于爆炸復合的界面波機理已有許多不同的見解，鄭遠謀認為爆炸復合是一種集擴散焊、壓力焊和熔化焊于一身的特殊的復合方法。復合界面為波狀結構，形成包括金屬塑性變形特征、熔化特征和原子間相互擴散特征的結合區。

爆炸復合使熔點相差大的材料也可能結合，甚至可以結合那些不相容的材料。理論上來說，爆炸復合的異種金屬在品種和數量上是不受限制的。

在石油和化工等防腐蝕方面的應用

石化、冶金工業中使用爆炸復合板代替許多直接工作在惡劣環境中的結構鋼，能大大提高容器、反應塔、換熱器、沉淀槽等的使用年限。此外，在制鹽、制堿、制藥等工業領域也采用鈦合金、不銹鋼、哈氏合金等金屬復合材料制造耐腐蝕耐高溫的坩堝、儲罐、過濾設備等。

鈦、鋯、鈮、鉭、鎢、鉬和銅等在相應的化學介質和條件下有良好的耐蝕性，它們與普通鋼組成的復合材料既有優良的耐蝕性，又有強度高的特點，而其成本僅為上述金屬的成本的20%～50%。此類爆炸復合材料為金屬的腐蝕與防護提供了新的選擇，有效解決造船和海水淡化中存在的設備腐蝕問題。

(摘編自中國腐蝕與防護網)