什么是超硬材料的自锐性

贫铀弹的自锐性是什么？~

1、就是弹体的爆破速度非常快。以至可以在弹片遇到硬物时，被撞平的部分会自行破碎或脱落，重新露出锋利的刃口，加强毁伤力。此特性称为“自锐性”。
2、“自锐”效应是由于贫铀合金材料的临界绝热剪切应变率和临界绝热剪切厚变值较低，易于发生绝热剪切断裂。

3、动能穿甲弹对装甲的侵彻是一个高应变率下的变形和破坏过程，穿甲弹的弹芯在与靶板的相互作用中受到很大的冲击压力(大于15GPa)而发生塑性变形。由于塑性变形时速度极高，其金属内部温度升高，使得材料软化，强度降低，当材料因温度上升而强度降低的程度超过了因材料变形强化而提高的强度时，就会产生绝热剪切带。
贫铀合金具有很高的绝热剪切敏感性，在较低的应变率下就会产生绝热剪切带，裂痕沿剪切带扩展，弹芯头部边缘材料容易发生崩落，相当于一直在削尖的弹头，从而也使弹靶之间一直保持一个很小的作用面积，减小了侵彻阻力，提高着靶比能，侵彻深度得以显著提高。
扩展资料
贫铀弹
贫铀弹是指以含有铀238的硬质合金为主要原料制成的炮弹和枪弹。其作用原理跟普通穿甲弹相同，是利用贫铀合金的高硬度、高比重和高熔点依靠动能来穿透目标，其多用来毁伤坦克等装甲目标。
其主要成分是铀238，具有一定的放射性，但由于其半衰期较长，所以其放射性相对弱于铀的其他同位素。美国原子能标准委员会（NRC）将U235低于0.711%的铀定为贫铀，美国国防部标准为U235含量在 0.3%以下，而实际使用的标准是0.2%。1943年8月，美国曼哈顿计划的研究小组曾经给五角大楼写过一个报告里面提及了”使用贫铀弹及铀238废料制成的弹药，能沾染敌方土地，削弱敌方的战争潜能“。
研发历史
贫铀武器装备部队之后，由于没有发生大规模的地面战争，这种威力极大的武器一直没有“用武之地”。直到1991年的海湾战争，贫铀弹才名声大振，为世人所了解。在1991年的海湾战争中，美军就大量使用了贫铀弹，具体数量秘而不宣。据估计可能超过80万枚，总计约320吨。（另有数据是：美军及其盟国部队共投放了近100万枚贫铀弹），当时曾大出风头的“坦克杀手”A-10“雷电”攻击机，就靠使用贫铀弹摧毁了上千辆T-72坦克。
同时由于美军坦克加装了贫铀合金的复合装甲，其坦克无一辆被击毁。这次战争使贫铀弹的穿透能力及贫铀装甲的防护能力得到了充分的展示，更坚定了美军在未来战争中使用该技术的决心。
其后，美国在巴尔干故伎重演，1994-1995年间在波黑使用10800枚贫铀弹。
北约在1999年对南联盟78天轰炸期间，共使用了3.1万枚贫铀弹。这些填有贫铀材料的炸弹共有4种。一种专门针对建筑物，长度达6米，每一枚含铀材料100公斤；一种是反坦克贫铀弹，每一枚含铀3.2公斤；一种专用于摧毁机场跑道的含铀集束炸弹，每一枚总重量600公斤；还有一种是半公斤重、长短像尺子一样的贫铀弹。这些贫铀弹严重破坏了整个巴尔干地区的生态环境。
由于美国已预做防范，其维和士兵避开了那些受贫铀弹污染严重的地区，并采取了一些预防措施。所以，这次遭祸害的是美国那些欧洲盟友，这种背后插刀的行为已引起他们的强烈不满，再加上新当选的美国总统布什及其核心幕僚放话要从巴尔干撤军，这一切都给动荡中的美欧关系带来新的冲击。
贫铀
贫铀，是从金属铀中提炼出核材料铀235以后得到的副产品，其主要成分是放射性较弱的铀238，故称贫化铀，简称贫铀。
自然界里的铀是由铀234、铀235及铀238这三种放射性同位素组成。其中只有铀235是裂变元素，能够用于核裂变反应，用于生产核武器及作为核反应堆燃料。纯天然铀中U235仅占0.72%，U238占绝对优势，因此天然铀必须加工处理成高含U235的浓缩铀。
当浓缩铀被提取后，剩下的绝大多数是铀238，以及少量的铀235和铀234，这种U235含量比天然铀更低的铀被称为贫铀。美国原子能标准委员会（NRC）将铀235低于0.711%的铀定为贫铀，美国国防部定的国防部标准为 铀235含量在 0.3%以下，而实际使用的标准是0.20%。
天然铀和美国国防部使用的贫铀中各种同位素比率的比较。从表中可以看出，贫铀中不仅铀235含量减少了，铀234也大大减少了。
贫铀除了具有放射性外，它的金属性能也是其他金属不可代替的。它具有高密度、高硬度、高韧性等物理特性，其密度为19.04克/立方厘米，可以和钨匹敌，几乎是铅的2倍。
贫铀与铅等金属一样是重金属，它具有高密度、易爆性、贫铀金属的高强度及高硬度及贫铀穿透时的表现出的自发锐性等特性。它的密度为19.1克/立方厘米，是钢密度的2.4倍，与钨相近，几乎是铅的2倍。
贫铀也有放射性，铀蒸气有毒，贫铀也不是绝对不含铀235和铀234，并且铀238也有弱的放射性，铀的各种同位素都具有放射性，主要是放出α射线，其中U234的辐射能占绝对优势。天然铀中U234含量虽少，但其辐射能几乎占全部辐射能的一半。由于贫铀中U234、U235含量减少至大约只有天然铀的三分之一，因此贫铀的辐射能仅是天然铀的60%，虽然弱一些，但并无本质减少，会对人体产生伤害，对环境造成污染。 贫铀的辐射能主要是由U238贡献的。

穿甲原理
贫铀穿甲弹穿甲性能很强。原因有：
1、贫铀密度大，制成相同体积的弹丸时质量大。根据物理学原理，在同等火药的情况下，弹丸获得的动能相同，而一个物体的动量P和动能Ek的关系为=2mEk，可见弹丸在动能相同的情况下，其动量和质量m的平方根成正比。而根据物理学中的动量原理，弹丸穿甲时的平均穿透力F、穿甲时间t和弹丸动量P有如下关系：
F=△P/dt
F=P/t=√2mEk /t
因此弹丸穿透力和弹丸质量平方根成正比，这就是贫铀穿甲弹为什么穿甲性能很强的主要原因。
2、贫铀的高硬度也是重要因素。
3、相对于钨合金穿甲弹，贫铀穿甲弹的一个不同是：其在穿甲的过程中弹头不断自锐，而钨合金穿甲弹是自钝的。在一定程度增加了贫铀弹的穿透能力。
4、由于铀易氧化，它击中坦克等装甲车辆后，由于撞击能产生高温，因此可以引发铀燃烧，进而产生更高的温度，软化弹着点的装甲，降低装甲的强度，使穿甲弹破甲而入。形成较大的后破坏作用，杀伤乘员及破坏坦克的内部设备。
5、铀燃烧时产生的大量云雾状氧化铀尘埃 还会沾染坦克等装甲车辆的表面，形成放射性污染源，对敌人造成放射性杀伤。

应用
贫铀作为核燃料的副产品，为了防止它造成放射性污染，在过去相当长的时间内被作为核废料，而用于核废料的管理费用是相当巨大的。因此各生产核燃料的国家都为贫铀的利用寻找出路。
贫铀应用于军事领域主要表现在二个方面，它既可作利矛又可作坚盾。
贫铀弹
已有不少国家将贫铀用于新弹药的研制，生产了贫铀弹。贫铀粉末是一种易燃易爆物质，在常温下就能自燃。在磨擦或撞击时，能在空气中氧化燃烧，释放出大量能量并发生爆炸。用贫铀做成的金属棒在动能的驱使下撞击到物体上后表现出自发锐性特征，穿透能力远高于一般的穿甲弹。基于贫铀的这种特性，从20世纪50年代开始，美国就开始研究制造各种贫铀武器。
美国在贫铀的利用方面取得了突破性进展，70年代新研制的种型穿甲弹开始装备部队。在海湾战争期间，美国使用了贫铀穿甲弹。
贫铀装甲
同时，由于贫铀的密度极高是钢的2倍多，与其它金属制成合金后密度更高，因此，贫铀合金又被广泛应用于其它领域，在军事装备上用途最广的就是装甲车的防护装甲。装上这种装甲的车辆一般的炮弹就难以穿透它。美国生产的M1A1坦克采用了贫铀装甲，大大提高了坦克防护能力。美军的装甲车一般都加装有贫铀合金层。

危害
贫铀的毒性有放射性毒性和作为重金属的化学毒性两个方面。

放射性毒性
贫铀的主要成份是U－238，其半衰期达45亿年，因此，贫铀的放射性强度还是比较低的，不到天然铀的一半。但是，贫铀的放射性毕竟存在，长期接触对健康也有影响。美国陆军曾在一份研究报告中指出：贫铀是一种低水平的放射性废物，必须按放射性废物处理和储存。
放射性主要是α射线，α粒子在空气中射程大约为2.73厘米，在致密物质中射程更短，仅能穿透人体皮肤角质层，受损伤的仅是无生命的组织，因此基本不存在外照射危害。但贫铀弹燃烧时，汽溶胶化了的氧化铀和贫铀微粒可以进入人体内部，以很大的概率被人体器官吸收，形成严重的内照射，使人体器官受到严重损伤。
参考资料来源：百度百科-贫铀弹

磨削时，磨粒也会由尖锐逐渐磨钝，切削作用下降，切削力增加，当磨削力大于粘合剂强度时，会使磨钝的磨粒脱落，露出新的磨粒，这就是砂轮的自锐性，

超硬材料的自锐性是指：超硬材料的磨粒磨钝后，磨削力也随之增大、致使磨粒破碎或脱落，重新露出锋利的刃口，此特性称为“自锐性”。

自锐性使磨削在一定时间内能正常进行，但超过一定工作时间后，应进行人工修整，以免磨削力增大引起 振动、噪声及损伤工件表面质量。

比如碳化硅砂轮能磨动硬质合金刀具，就是因为其硬度高但脆性大，崩碎后，晶面上会分裂出新的尖锐的刃口，适用于磨硬而脆的材料，如铸铁、硬质合金。

在磨削过程中，砂轮上锋利的磨粒将逐渐磨钝，切削能力就会降低，因而作用在磨粒上的作用力增大。

当此作用力增大到超过磨料的强度时，磨粒发生破碎，而形成新的磨削刃；当此力超过结合剂的粘结强度时，磨料则从砂轮上自己锐落，落出新的磨粒。

砂轮的这种磨料自行崩碎产生新菱角和及时自行脱落露出新的磨粒以使自己保持锋锐性的能力。称之为：砂轮的自锐性。

砂轮的自锐性在砂轮的磨削过程中有很重要的作用。如此看来都是材料结构的问题，砂轮的材料包括氧化铝及碳化硅，所以是透过合成工艺来达到自锐性，有别于贫铀合金材料本身就具备自锐性特质。

有些物质是由原子组成的，有些是由分子组成的，有些是以根的形式存在，如碳酸根、锰酸根等，根不会以单独的形式存在，他要跟其他原子结合才能存在，就象寄生虫一样，离开其他原子就不存在。

简单来说自锐性就是超硬材料在使用一段时间后自动脱落的性能。

扩展资料：

超硬材料的种类：

1、金刚石，也称钻石，有天然金刚石和人造金刚石两种。金刚石是目前世界上已知的最硬工业材料，它不仅具有硬度高、耐磨、热稳定性能好等特性。

而且以其优秀的抗压强度、散热速率、传声速率、电流阻抗、防蚀能力、透光、低热胀率等物理性能，成为工业应用领域不可替代的新材料，现代工业和科学技术的瑰宝。

2、立方氮化硼聚晶（PCBN）刀具是由许多细晶粒（0.1~100）CBN聚结而成的CBN聚集体的一类超硬材料产品。它除了具有高硬度、高耐磨性外，还具有高韧性、化学惰性、红硬性等特点，并可用金刚石砂轮开刃修磨。

在切削加工的各个方面都表现出优异的切削性能，能够在高温下实现稳定切削，特别适合加工各种淬火钢、工具钢、冷硬铸铁等难加工材料。

刀具切削锋利、保形性好、耐磨性能高、单位磨损量小、修正次数少、利于自动加工，适用于从粗加工到精加工的所有切削加工。PCBN在数控切削行业已得到广泛应用，是一种具有良好发展前景的刀具材料。

3、立方氮化硼（CBN）是硬度仅次于金刚石的超硬材料。它不但具有金刚石的许多优良特性，而且有更高的热稳定性和对铁族金属及其合金的化学惰性。

它作为工程材料，已经广泛应用于黑色金属及其合金材料加工工业。同时，它又以其优异的热学、电学、光学和声学等性能，在一系列高科技领域得到应用，成为一种具有发展前景的功能材料。

参考资料：

百度百科-超硬材料

超硬材料的自锐性是指，超硬材料的磨粒磨钝后，磨削力也随之增大、致使磨粒破碎或脱落，重新露出锋利的刃口，此特性称为“自锐性”。

自锐性使磨削在一定时间内能正常进行，但超过一定工作时间后，应进行人工修整，以免磨削力增大引起 振动、噪声及损伤工件表面质量。

扩展资料：

超硬材料是指硬度特别高的材料，可分为天然以及人造两种，前者主要包括天然的钻石（金刚石）、黑钻石，后者则包括聚合钻石纳米棒(ADNR)、化学气相沉积金刚石(CVDD)，以及现在研究较多的多晶立方氮化硼(PCBN)等。

立方氮化硼硬度仅次于金刚石。这两种超硬材料的硬度都远高于其它材料的硬度，包括磨具材料刚玉、碳化硅以及刀具材料硬质合金、高速钢等硬质工具材料。

人造金刚石聚晶（PCD）复合片是在高温高压情况下由许多细晶粒金刚石和硬质合金衬底联合烧结而成的块状聚结体。它和PCBN一样具有高强度、高硬度、高耐磨性、特别是具有高的抗冲击韧性。

超硬材料的自锐性是指：超硬材料的磨粒磨钝后，磨削力也随之增大、致使磨粒破碎或脱落，重新露出锋利的刃口，此特性称为“自锐性”。
自锐性使磨削在一定时间内能正常进行，但超过一定工作时间后，应进行人工修整，以免磨削力增大引起 振动、噪声及损伤工件表面质量。

就是超硬材料在使用一段时间后自动脱落的性能

　　比如碳化硅砂轮能磨动硬质合金刀具，就是因为其硬度高但脆性大，崩碎后，晶面上会分裂出新的尖锐的刃口，适用于磨硬而脆的材料，如铸铁、硬质合金。

---

黄州区18245822164： 什么叫超硬复合材料 - ？
兴玉心通： 超硬材料(金刚石或者CBN)与基体(一般为合金)复合在一起,优势互补.

黄州区18245822164： 为什么砂轮具有自锐性 - ？
兴玉心通： 砂轮具有的自锐性,比如碳化硅砂轮能磨动硬质合金刀具,就是因为其硬度高但脆性大,崩碎后,晶面上会分裂出新的尖锐的刃口,适用于磨硬而脆的材料,如铸铁、硬质合金.

黄州区18245822164： 贫铀弹的自锐性是什么?？
兴玉心通： 就是弹体的爆破速度非常快.以至可以在弹片遇到硬物时,被撞平的部分会自行破碎或脱落,重新露出锋利的刃口,加强毁伤力.此特性称为“自锐性”.自锐性使磨削在一定时间内能正常进行,但超过一定时间后,就会转变为振动、噪声及损伤表面外形.

黄州区18245822164： 为什么超精度磨削要使用超硬磨料砂轮 - ？
兴玉心通： 砂轮硬度的选择 砂轮硬度是衡量砂轮“自锐性”的重要指标.磨削过程中,磨粒逐渐 由锐利而变钝,部分钝化了的磨粒继续工作,作用在磨粒上的压力就会不断增大;当压力大到 一定数值时,有的磨粒会自行崩碎而形成新的刃口;当压力超过结合剂的粘结力时,磨粒会自 行脱落.钝化了的磨粒自行崩碎或脱落使砂轮保持锐利的特性称为“自锐性”.较软的砂轮有 较好的“自锐性”,可提高砂轮的磨削性能,减小磨削力和磨削热.一般常用6 , 7.磨硬材料时,磨粒容易钝化,应选用软砂轮,以使砂轮锐利;磨软材料时,砂轮不易钝化,应选用硬砂轮, 以避免磨粒过早脱落损耗;磨削特别软而韧的材料时,砂轮易堵塞,可选用较软的砂轮.

黄州区18245822164： 超硬材料的定义 - ？
兴玉心通： 超硬刀具材料是指天然金刚石及硬度、性能与之相近的人造金刚石和cbn(立方氮化硼).由于天然金刚石价格比较昂贵,所以生产上大多采用人造聚晶金刚石(pcd)、聚晶立方氮化硼(pcbn),以及它们的复合材料. 早在50年代,美国就利...

黄州区18245822164： 按基本材料的不同,复合材料通常分为哪几种 - ？
兴玉心通： 一、按基体材料分:聚合物基复合材料,金属基复合材料,陶瓷基复合材料,水泥基复合材料,碳基复合材料;二、按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料.三、按其结构特点又分为:①纤维...

黄州区18245822164： 磨具分为几类,以及用途.？
兴玉心通：磨具是用以磨削、研磨和抛光的工具.大部分的磨具是用磨料加上结合剂制成的人造磨具,也有用天然矿岩直接加工成的天然磨具.磨具除在机械制造和其他金属加工工业中被广泛采用外,还用于粮食加工、造纸工业和陶瓷、玻璃、石材、塑料...

黄州区18245822164： 砂轮硬度的选定 - ？
兴玉心通： 3. 硬度的选择 主要取决于被磨削的工件材料、磨削效率和加工表面质量. 硬度是指砂轮在外力作用下磨粒脱落的难易程度,为了适应不同工件材料磨加工的要求,制造砂轮时分成不同硬度的等级(见表3).按此在新窗口浏览图片 砂轮选得过...

黄州区18245822164： 烧结金属粉用什么材料控制低温金属流失 - ？
兴玉心通： 加强合金粉是一种专门用于强化金刚石工具胎体的合金粉末,适宜生产金刚石超硬材料制品,其作用在于增强烧结体抗弯强度、烧结体洛氏硬度和自锐性,产品既可作为胎体添加剂,还可以对其它元素进行改性,达到良好的使用效果.在业内被...

黄州区18245822164： 超硬刀具材料的介绍 - ？
兴玉心通： 超硬刀具材料是指与天然金刚石的硬度、性能相近的人造金刚石和CBN(立方氮化硼).由于天然金刚石价格比较昂贵,所以生产上大多采用人造聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN),以及它们的复合材料.