科创中国
金属圆管爆炸复合技术
成果类型：: 发明专利,实用新型专利
发布时间: 2022-10-18 15:31:37
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 姜芮雯 | 2022-10-18 15:31:37
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人到实际工业中,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。金属爆炸复合材料的核心是爆炸复合技术。本成果依据经典爆炸复合理论，利用水下爆炸手段研发了多金属管水下爆炸复合技术。利用水作为传压介质和约束材料，将水下爆炸产生的冲击波和气泡脉动能量渐变加载于覆管(内管)，使覆管发生塑性变形同时基管产生弹性变形来实现管坯的复合相结合。
主要技术创新路径：依据经典爆炸复合理论，利用水下爆炸手段研发了多金属管水下爆炸复合技术。利用水作为传压介质和约束材料，将水下爆炸产生的冲击波和气泡脉动能量渐变加载于覆管(内管)，使覆管发生塑性变形同时基管产生弹性变形来实现管坯的复合相结合。关键技术指标：基复管精确定位、爆炸参数的合理选择以及金属爆炸索的制备。核心优势：1) 降压：能够降低炸药爆轰的初始压力，削弱其对管材的损伤；2)延时：利用爆炸产生的冲击波和水体动能作用于覆管，延长爆炸能量作用时间；3)降温降烟：水的比热容很高，该方法既能够有效降低爆轰产物作用于管材的温度，保护管材，又能够有效降低爆炸后的炮烟，有利于现场操作。
金属复合管结合了基、覆管金属的优点，通过不同金属之间的组合可获得耐高温、耐磨损，高比强度、高导电性等性能优异的金属复合管，在城市建设、石油天然气、航空航天等领域有着广阔的应用前景。
马宏昊，副教授，中国科学技术大学近代力学系副主任，研究领域主要包括：爆炸力学、储氢炸药、特种含能材料、气体爆轰、阻火理论与技术、爆炸与安全、爆炸复合、冲击防护、新型爆破器材和特种爆破技术。目前担任中国爆破行业协会常务理事、中国力学学会爆破专业委员会委员、安徽省力学学会青年工作委员会委员、中国爆破行业专家库专家、安徽省工程爆破协会秘书长。课题组目前有博士后1名，研究生15名，具有齐备的试验条件和仪器设备，共计约600余万元。余勇，中国科学技术大学近代力学系博士，青藏地区可再生能源独立供电系统关键技术及工程应用,2019年度国家科学技术进步奖二等奖。沈兆武，中国科学技术大学近代力学系教授，一直从事爆炸器材与爆炸技术的教学科研与技术开发工作。研究领域是爆炸材料与特种爆炸技术。发表论文科技论文近三百篇，获专利权二十余项，曾获能源部全国劳动模范，国务院特殊津贴和煤碳部跨世纪拔尖人才称号。兼任中国民爆学会委员，中国工程爆破协会理事，安徽省爆破协会常务理事。
该技术成果处于中试阶段，已完成基复管精确定位、爆炸参数的合理选择以及金属爆炸索的制备，预计需要再投入55万元的经费用于研发。成果在城市建设、石油天然气、航空航天等领域有着广阔的应用前景，对爆炸复合行业发展具有重要意义，有利于推动现代工业发展。
拟采用合作开发、创业融资的方式进行成果转化，推动金属圆管爆炸复合技术的落地转化，实现成果产业化应用。
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