金属爆炸复合材料技术特点及工业应用



金属爆炸复合材料技术特点及工业应用

爆炸复合是利用炸药爆轰作为能源进行金属间焊接的技术，是材料科学体系的丰富和扩展。爆炸复合是由Carl在1944年首先提出来的，随后美国的PhilichukV第一次把爆炸焊接技术引入到实际工业中，成功实现了铝与钢之间的爆炸焊接。到20世纪60年代初期，美国、前苏联、日本等国也相继开展了爆炸焊接技术和理论的研究，使该项技术日趋成熟。1968年大连造船厂的陈火金等人成功制备出了国内第一块爆炸复合材料。随着工业技术发展，金属爆炸复合材料在宇航军工、石油化工、交通运输、金属防腐蚀和新能源等领域都有了广泛应用。

金属爆炸复合材料生产技术

金属爆炸复合材料的核心是爆炸复合技术。其成形工艺是：将制备好的复板放置在基板之上，然后在复板上铺设一层炸药，利用炸药爆炸时产生的瞬时超高压和超高速冲击，推动复板高速倾斜碰撞基板，使金属产生塑性变形、熔化，实现金属层间的固态冶金结合。对于爆炸复合的界面波机理已有许多不同的见解，郑远谋认为爆炸复合是一种集扩散焊、压力焊和熔化焊于一身的特殊的复合方法。复合界面为波状结构，形成包括金属塑性变形特征、熔化特征和原子间相互扩散特征的结合区。

爆炸复合使熔点相差大的材料也可能结合，甚至可以结合那些不相容的材料。理论上来说，爆炸复合的异种金属在品种和数量上是不受限制的。

在石油和化工等防腐蚀方面的应用

石化、冶金工业中使用爆炸复合板代替许多直接工作在恶劣环境中的结构钢，能大大提高容器、反应塔、换热器、沉淀槽等的使用年限。此外，在制盐、制碱、制药等工业领域也采用钛合金、不锈钢、哈氏合金等金属复合材料制造耐腐蚀耐高温的坩埚、储罐、过滤设备等。

钛、锆、铌、钽、钨、钼和铜等在相应的化学介质和条件下有良好的耐蚀性，它们与普通钢组成的复合材料既有优良的耐蚀性，又有强度高的特点，而其成本仅为上述金属的成本的20%～50%。此类爆炸复合材料为金属的腐蚀与防护提供了新的选择，有效解决造船和海水淡化中存在的设备腐蚀问题。

(摘编自中国腐蚀与防护网)