Học hỏi bí quyết 2.000 năm của Tần Thủy Hoàng, Trung Quốc kéo dài gấp đôi tuổi thọ của nòng pháo

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc được cho là đã tăng gấp đôi tuổi thọ của súng pháo hiện đại bằng cách áp dụng kỹ thuật chống ăn mòn 2.000 năm tuổi. Cách làm này lần đầu tiên được sử dụng để bảo vệ vũ khí bằng đồng được tìm thấy trong đội quân đất nung thời nhà Tần.

Khi được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1974 trong khu lăng mộ của Tần Thủy Hoàng, những vũ khí này vẫn sắc bén và không hề bị hoen ố dù đã nằm dưới lòng đất hơn 2.000 năm. Điều này đã gây chấn động thế giới vào thời điểm đó. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra bí quyết nằm ở lớp phủ muối crom mỏng (dày từ 10 đến 15 mm), giúp bảo quản chúng một cách đáng kinh ngạc dưới lòng đất qua hàng thiên niên kỷ.

Các loại pháo hiện đại, như lựu pháo và pháo tự hành, hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ trên 3.000°C hoặc áp suất trên 400 MPa. Chúng cũng phải chịu ứng suất cơ học và nhiệt lặp đi lặp lại trong quá trình bắn. Những ứng suất này có xu hướng dẫn đến ăn mòn và nứt vi mô ở súng, từ đó ảnh hưởng đến độ chính xác của chúng và làm tăng nguy cơ hỏng hóc nghiêm trọng ở nòng súng.

Kết hợp các lớp crom mềm và cứng

Nòng pháo được phủ một lớp mạ điện crom đơn lớp để bảo vệ thép. Tuy nhiên, phương pháp này có một số hạn chế liên quan đến ứng suất bên trong cao và độ bám dính kém với kim loại. Kỹ thuật này cũng không hiệu quả với các vết nứt xuyên qua thép và có thể đẩy nhanh quá trình ăn mòn và bong tróc (lớp phủ bị bong ra).

Để khắc phục những vấn đề này, nhóm khoa học tại Viện Kỹ thuật Cơ điện Tây Bắc ở Hàm Dương, Trung Quốc đã phát triển một kỹ thuật mới sử dụng hai lớp thay vì một. Lớp đầu tiên, hay lớp trong cùng, bao gồm crom mềm, được phủ ở nhiệt độ và dòng điện thấp. Lớp này bền và dẻo, được chứng minh là có khả năng giảm thiểu lỗ rỗng và ứng suất bên trong.

Lớp thứ hai, lớp phủ crom cứng hơn bên ngoài, được phủ ở nhiệt độ và dòng điện cao hơn. Lớp này bền và chống mài mòn. Theo nhóm nghiên cứu, ranh giới giữa hai lớp hoạt động như một rào cản ngăn các vết nứt lan rộng hơn, tương tự như kính an toàn nhiều lớp.

Tuổi thọ nòng pháo kép hai lớp

Sau khi thử nghiệm, lớp phủ mới cho thấy độ mài mòn ít hơn khoảng 23% so với lớp mạ crôm tiêu chuẩn ở nhiệt độ phòng. Ở nhiệt độ khoảng 600°C, độ mài mòn của lớp mạ crôm thông thường tăng 98%, nhưng lớp phủ kép chỉ tăng 33%.

Thử nghiệm bắn đạn thật (400 viên đạn) cho thấy nòng tiêu chuẩn có dấu hiệu nứt, bong tróc và hư hỏng rãnh xoắn nghiêm trọng. Trong khi đó, nòng hai lớp cho thấy bề mặt nhẵn, chỉ có các vết nứt nhỏ và rãnh xoắn còn nguyên vẹn. Điều này rất quan trọng bởi vì, như nhóm nghiên cứu báo cáo, phương pháp này có thể tăng gấp đôi tuổi thọ của nòng pháo.

Đột phá này không chỉ giảm thiểu rủi ro bảo trì và hỏng hóc mà còn cải thiện đáng kể độ tin cậy và độ chính xác của vũ khí. Nó cũng hỗ trợ các loại đạn dược siêu thanh , dẫn đường chính xác và thông minh trong tương lai.

Sự phát triển này sẽ tiếp tục đóng góp vào thiết kế pháo hạng nhẹ, một mục tiêu quan trọng cho các hệ thống chiến trường di động và trong tương lai. Nhìn về tương lai, nhóm nghiên cứu hiện đang hướng tới việc áp dụng công nghệ này cho các nòng pháo cỡ nhỏ, vốn khó phủ lớp sơn đồng đều hơn. Các nhà nghiên cứu cũng hy vọng sẽ tạo ra một tiêu chuẩn quy trình công nghiệp hoàn chỉnh, từ khâu chuẩn bị bề mặt đến khâu niêm phong.

Bằng cách kết hợp các lớp crôm mềm và cứng, nòng pháo đã trở nên cứng cáp hơn, bền bỉ hơn và đáng tin cậy hơn. Đây có thể sẽ là một bước tiến quan trọng cho hỏa lực tiên tiến, tầm xa và cường độ cao trong tương lai.