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电磁发射轨道上铝沉积层形态研究

电磁轨道发射是指两轨道间电枢由于系统中产生的洛伦兹力驱动，最终被射出轨道，目前铜轨道和铝电枢成为主要配副之一。电枢到达发射位置后，脉冲电源接入，铝电枢携弹丸将在轨道间加速，最终射出轨道，在此过程中，电枢轨道（枢轨）间温升超过10⁵K/s，出口速度接近1km/s，轨道可能发生严重变形。多次发射后，轨道表面将形成一层宏观铝沉积层。本研究针对轨道、沉积层表面及截面，深入探究电磁轨道发射过程关于沉积层、轨道表面及表层的摩擦和磨损行为。研究结果表明：沉积层的表面形貌沿轨道长度方向各有不同特征：起始段犁沟明显，出现冲击造成的明显凹槽，沉积层出现片状脱落；中间段孔隙及塞积增加，出现大量波纹形态；出口段波纹形态减少，沉积层表面相对光滑；所有沉积覆盖的阶段均会出现裂纹及粘附在表面的颗粒。此外，沉积层厚度及厚度方向的形态也存在显著差异：中间段最为明显，沉积层厚度最大，且沉积层分布较为混乱；起始段沉积层厚度略大于出口段，且起始段气孔密度最大；出口段沉积层厚度最薄但沉积较均匀，气孔较少。论文工作将有助于探明发射过程中摩擦磨损对沉积的影响，控制沉积的形成过程，对延长轨道的使用寿命起到一定的指导意义。