文章导读：

电磁发射装置作为一种新型动能武器，通过瞬间大电流产生的强电磁场中的洛伦兹力来驱动弹丸，直接利用电磁能对炮弹进行短时极限加速，具有弹丸飞行速度高（达数km/s）、射程远(达数百km)、杀伤力强等优点。然而，在电磁发射过程中，轨道表面处于大电流、瞬间高温、强磁场的苛刻工作环境，每次发射时轨道表面都会受到机械磨损、电弧烧蚀以及电磁效应的严重损伤。电磁发射时的电弧侵蚀与轨道-电枢接触处存在高电流密度和局部加热有关，将导致界面处的材料熔化和电弧损伤，进而引起材料损失和轨道性能退化，制约电磁发射领域的发展。 通过在轨道表面制备涂层可以有效提高其服役性能，但是现有研究表明Ni-P涂层、Ni-Mo涂层、Cr涂层等涂层的效果仍不理想，亟需研发适用于轨道的新型涂层。此外，轨道表面的电弧烧蚀损伤机制和抑制措施仍不清晰，缺乏深入研究和分析。

最近，华中科技大学非晶态材料研究实验室柳林课题组(第一作者：宋万里；通讯作者：张诚，柳林，谢迎春)通过初始复合粉末双峰粒径分布设计，采用冷喷涂工艺在ODS-Cu表面成功制备含网状W颗粒结构的CuCrZr-W复合涂层，并对其结构特征和抗电弧侵蚀性能进行研究分析。研究表明，在CuCrZr-W复合涂层中W颗粒呈网状分布于CuCrZr颗粒周围，且结构致密，具备良好的硬度(238±6 Hv)、拉伸强度(720±10 MPa)和电导率(64.2 %IACS)。与ODS-Cu基底相比，CuCrZr-W涂层显示出优异的耐电弧侵蚀性能，表现出电弧侵蚀面积和深度小、电弧持续时间短、熔焊力低以及抗熔融Al粘附等优点。抗电弧侵蚀性能的增强归功于高密度的W/CuCrZr界面，其可以有效地分散电弧和抑制起弧，并且网状分布的W颗粒可以改变熔融铜的流动路径，降低飞溅和蒸发。该工作为开发高性能、耐电弧侵蚀涂层提供了新思路，并有望应用于其他领域。

相关工作发表在期刊Journal of Materials Research and Technology上(论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.10.074 )，研究获得了国家自然科学基金项目基金 (Grant Nos. 92166103, 92066202 和 92266103) 、国家重点研发计划等项目的支持。

图1 具有网状W颗粒分布的冷喷涂CuCrZr-W涂层的组织结构

图2 具有网状W颗粒分布的冷喷涂CuCrZr-W涂层抗电弧烧蚀的模拟