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项目年度编号
2000140719
中图分类号
V435.14
成果公布年份
2020
成果简介
1、项目主要技术内容：
多功能等离子体模拟烧蚀测试系统，主要用于防热、绝热、包覆材料及碳/碳复合材料、难熔合金和高温陶瓷等烧蚀材料在大气或惰性气体环境下的烧蚀、烧穿实验。该系统可模拟不同的气压环境，开展低气压下等离子体烧蚀实验。通过添加颗粒物，可模拟固体颗粒冲蚀下材料的性能。
该系统主要由等离子体炬系统、低压获得系统、测试试验台架、测量控制系统等组成。
等离子体炬系统：利用直流电弧等离子体炬产生的高温高焓射流，模拟材料烧蚀试验所需热流密度、压力、热焓状态参数。电弧在等离子体炬阴极和阳极之间产生，并由工作气体将电弧热能带出，形成等离子体射流。通过专用特殊结构及运行参数调节，获得不同的热流、压力、热焓等实验条件。
低压获得系统：低压获得系统包括真空腔室、换热器、过滤器、真空抽气机组等，为烧蚀实验提供不同的压力环境条件。
测试试验台架：测试试验台架用于支撑测量模块和测试工件。台架可三维移动，调节位置。等离子体射流中添加颗粒物，可模拟固体颗粒对材料的冲蚀实验。
测量控制系统：测量控制系统主要包括参数测量、数据采集、烧蚀控制、数据处理等。实验过程中，需要对等离子体炬运行、平台位置、热流、压力、热焓等进行测量及控制，确保考核实验的稳定精确。
2、授权专利情况：
该项目中电弧等离子体炬获得授权实用新型专利1项，专利名称：管式阴极电弧等离子体炬，授权专利号：CN203504871U，授权日期：2014.3.26。
3、技术经济指标：
核工业西南物理研究院将电弧等离子体技术应用于材料烧蚀测试，研制了多用途等离子体模拟烧蚀测试系统。该系统作为核工业西南物理研究院下属成都同创材料表面科技有限公司的产品，与西南技术工程研究所和湖北航聚科技有限公司签订了销售合同，创产值330万元。
4、应用推广及效益情况：
该系统在西南技术工程研究所，主要用于特殊材料、涂层性能检验的科研任务，最终为该研究所产品升级服务。针对热防材料性能和热防部件的实际工况，完成了热防材料（TaC、HfC等）抗烧蚀性能测试技术研究、热防部件抗烧蚀性能测试专用工装研发等关键技术的攻关，为新一代武器装备的研发提供了技术支撑，实现了该成果的应用转化，发挥出了该成果重大的军事效益。
该系统在湖北航聚科技有限公司，主要用于该公司发动机外防护层产品的质量及性能检验，生产效率大幅提升，确保了出厂产品的稳定性。同时，该公司也对外承接部分材料的烧蚀性能检验委托，创造经济效益100余万元。
完成人
程昌明 唐德礼 陈伦江 兰伟 陈海涛 谢锋 丛大龙
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