③Найбольш часта выкарыстоўваецца куленепрабівальны керамічны матэрыял
З 21-га стагоддзя куленепрабівальная кераміка хутка развівалася, і існуе шмат відаў, у тым ліку аксід алюмінію, карбід крэмнію, карбід бору, нітрыд крэмнію, барыд тытана і г.д., сярод якіх кераміка з аксіду алюмінію (Al₂O₃), кераміка з карбіду крэмнію (SiC), карбід бору кераміка (B4C) найбольш шырока выкарыстоўваецца.
Кераміка з аксіду алюмінія мае самую высокую шчыльнасць, але цвёрдасць адносна нізкая, парог апрацоўкі нізкі, цана нізкая, у адпаведнасці з чысцінёй дзеліцца на кераміку з аксіду алюмінія 85/90/95/99, адпаведная цвёрдасць і цана таксама павялічваюцца у сваю чаргу.
| Матэрыялы | Шчыльнасць / (кг*м²) | Модуль пругкасці / (GN*м²) | HV | Эквівалентная цане гліназёму |
| Карбід бору | 2500 | 400 | 30000 | X 10 |
| Аксід алюмінія | 3800 | 340 | 15000 | 1 |
| Дыбарыд тытана | 4500 | 570 | 33000 | X10 |
| Карбід крэмнію | 3200 | 370 | 27000 | X5 |
| Аксідаванне | 2800 | 415 | 12000 | X10 |
| да н.э./SiC | 2600 | 340 | 27500 | X7 |
| Шклокераміка | 2500 | 100 | 6000 | 1 |
| Нітрыд крэмнію | 3200 | 310 | 17000 | X5 |
Параўнанне ўласцівасцей рознай куленепрабівальнай керамікі
Шчыльнасць керамікі з карбіду крэмнія адносна нізкая, высокая цвёрдасць, з'яўляецца эканамічна эфектыўнай структурнай керамікай, таму яна таксама з'яўляецца найбольш шырока выкарыстоўванай куленепрабівальнай керамікай у Кітаі.
Кераміка з карбіду бору мае самую нізкую шчыльнасць і самую высокую цвёрдасць сярод гэтай керамікі, але ў той жа час яе патрабаванні да тэхналогіі апрацоўкі таксама вельмі высокія, патрабуюць спякання пры высокай тэмпературы і высокім ціску, таму кошт таксама самая высокая сярод гэтых трох керамічных вырабаў.
У параўнанні з гэтымі трыма больш распаўсюджанымі куленепрабівальнымі керамічнымі матэрыяламі, куленепрабівальная кераміка з аксіду алюмінію мае самы нізкі кошт, але куленепрабівальныя характарыстыкі значна меншыя, чым у карбіду крэмнію і карбіду бору, таму цяперашняя айчынная вытворчасць куленепрабівальнай керамікі з карбіду крэмнію і карбіду бору куленепрабівальная, у той час як гліназёмная кераміка сустракаецца рэдка.Тым не менш, монакрышталічны аксід алюмінію можа быць выкарыстаны для вырабу празрыстай керамікі, якая шырока выкарыстоўваецца ў якасці празрыстых матэрыялаў з асвятляльнымі функцыямі і прымяняецца ў ваенным абсталяванні, такім як індывідуальныя салдацкія куленепрабівальныя маскі, вокны выяўлення ракет, вокны назірання за транспартнымі сродкамі і перыскопы для падводных лодак.
④Два найбольш папулярныя куленепрабівальныя керамічныя матэрыялы
Куленепрабівальная кераміка з карбіду крэмнія
Кавалентная сувязь карбіду крэмнія вельмі трывалая і па-ранейшаму мае высокую трываласць сувязі пры высокай тэмпературы.Гэтая структурная асаблівасць надае кераміцы з карбіду крэмнію выдатную трываласць, высокую цвёрдасць, зносаўстойлівасць, каразійную стойкасць, высокую цеплаправоднасць, добрую ўстойлівасць да тэрмічнага ўдару і іншыя ўласцівасці.У той жа час карбід крэмнію керамічны кошт з'яўляецца ўмераным, эканамічна эфектыўным, з'яўляецца адным з найбольш перспектыўных высокапрадукцыйных матэрыялаў абароны брані.
Кераміка з карбіду крэмнія мае шырокую прастору развіцця ў галіне бранявой абароны, і яе прымяненне ў галіне індывідуальнага абсталявання і спецыяльных транспартных сродкаў мае тэндэнцыю да дыверсіфікацыі.Пры выкарыстанні ў якасці ахоўнага бранявага матэрыялу, улічваючы кошт і спецыяльныя выпадкі прымянення і іншыя фактары, звычайна гэта невялікая кампазіцыя керамічных панэляў і кампазітнай задняй платы, злучаных у керамічную кампазітную мэтавую пласціну, каб пераадолець разбурэнне керамікі з-за напружання расцяжэння, і каб гарантаваць, што пранікненне снарада разбівае толькі адзін кавалак, не пашкоджваючы ўсю браню.
Куленепрабівальная кераміка з карбіду бору
Карбід бору - гэта цвёрдасць вядомых матэрыялаў пасля алмаза і кубічнага нітрыду бору звышцвёрдага матэрыялу, цвёрдасць да 3000 кг/мм²;Шчыльнасць нізкая, усяго 2,52 г/см³, што складае 1/3 сталі;Высокі модуль пругкасці, 450 ГПа;Высокая тэмпература плаўлення, каля 2447 ℃;Каэфіцыент цеплавога пашырэння нізкі, а цеплаправоднасць высокая.Акрамя таго, карбід бору мае добрую хімічную стабільнасць, устойлівасць да карозіі кіслот і шчолачаў, пры пакаёвай тэмпературы не ўступае ў рэакцыю з кіслатой і асновай і большасцю неарганічных злучэнняў вадкасцяў, толькі ў плавікавай кіслаце-сернай кіслаце, плавікавай кіслаце-азотнай кіслаце змешаная вадкасць мае павольную карозію ;А большасць расплаўленых металаў не змочваецца, не дзейнічае.Карбід бору таксама валодае добрай здольнасцю паглынаць нейтроны, чаго няма ў іншых керамічных матэрыялах.B4C мае самую нізкую шчыльнасць з некалькіх шырока выкарыстоўваных бранявых керамічных вырабаў у спалучэнні з высокім модулем пругкасці, што робіць яго добрым выбарам для матэрыялаў для ваеннай броні і касмічнай сферы.Асноўная праблема В4С у тым, што ён дарагі (прыкладна ў 10 разоў больш, чым гліназёму) і далікатны, што абмяжоўвае яго шырокае прымяненне ў якасці аднафазнай ахоўнай броні.
⑤Метад падрыхтоўкі куленепрабівальнай керамікі.
| Тэхналогія нарыхтоўкі | Характарыстыкі працэсу | |
| Перавага | ||
| Спяканне ў гарачым прэсе | Пры нізкай тэмпературы спякання і кароткім часе спякання можна атрымаць кераміку з дробным зернем і высокай адноснай шчыльнасцю і добрымі механічнымі ўласцівасцямі. | |
| Спяканне пад звышвысокім ціскам | Дасягненне хуткага спякання пры нізкай тэмпературы, павелічэнне хуткасці ўшчыльнення. | |
| Спяканне пры гарачым ізастатычным прэсаванні | Кераміку з высокай прадукцыйнасцю і складанай формай можна прыгатаваць за кошт нізкай тэмпературы спякання, кароткага часу стуку і раўнамернай ўсаджвання дрэннага цела. | |
| ЗВЧ спяканне | Хуткае ўшчыльненне, нулявы градыент, раўнамерны нагрэў, паляпшэнне структуры матэрыялу, паляпшэнне характарыстык матэрыялу, высокая эфектыўнасць і энергазберажэнне. | |
| Спяканне разраднай плазмы | Час спякання кароткі, тэмпература спякання нізкая, характарыстыкі керамікі добрыя, а шчыльнасць высокаэнергетычнага градыентнага матэрыялу спякання высокая. | |
| Плазменны метад плаўлення | Парашковая сыравіна цалкам расплавіцца, не абмежавана памерам часціц парашка, не мае патрэбы ў флюсе з нізкай тэмпературай плаўлення, і прадукт мае шчыльную структуру. | |
| Рэакцыя спякання | Тэхналогія вырабу амаль чыстага памеру, просты працэс, нізкі кошт, можна рыхтаваць дэталі вялікага памеру і складанай формы. | |
| Спяканне без ціску | Прадукт мае выдатныя характарыстыкі пры высокіх тэмпературах, просты працэс спякання і нізкі кошт.Ёсць шмат прыдатных метадаў фармоўкі, якія можна выкарыстоўваць для складаных і тоўстых буйных дэталяў, а таксама падыходзяць для буйнамаштабнай прамысловай вытворчасці. | |
| Жидкофазное спяканне | Нізкая тэмпература спякання, нізкая сітаватасць, дробная зярністасць, высокая шчыльнасць, высокая трываласць | |
| Тэхналогія нарыхтоўкі | Характарыстыкі працэсу | |
| Недахоп | ||
| Спяканне ў гарачым прэсе | Працэс больш складаны, патрабаванні да матэрыялаў формы і абсталявання высокія, эфектыўнасць вытворчасці нізкая, кошт вытворчасці высокі, а форму можна атрымаць толькі з простых прадуктаў. | |
| Спяканне пад звышвысокім ціскам | Можна рыхтаваць толькі прадукты з простымі формамі, нізкай вытворчасцю, вялікімі інвестыцыямі ў абсталяванне, высокімі ўмовамі спякання і высокім спажываннем энергіі.У цяперашні час ён знаходзіцца толькі ў стадыі даследаванняў | |
| Спяканне пры гарачым ізастатычным прэсаванні | Кошт абсталявання высокая, а памер апрацоўванай дэталі абмежаваны | |
| ЗВЧ спяканне | Тэарэтычная тэхналогія патрабуе ўдасканалення, абсталяванне адсутнічае і не атрымала шырокага прымянення | |
| Спяканне разраднай плазмы | Базавая тэорыя павінна быць удасканалена, працэс складаны, і кошт высокі, які не быў індустрыялізаваны. | |
| Плазменны метад плаўлення | Высокія патрабаванні да абсталявання не былі дасягнуты для шырокага прымянення. | |
| Рэакцыя спякання | Рэшткавы крэмній зніжае высокатэмпературныя механічныя ўласцівасці, устойлівасць да карозіі і ўстойлівасць да акіслення матэрыялу. | |
| Спяканне без ціску | Тэмпература спякання высокая, ёсць пэўная сітаватасць, трываласць адносна нізкая, і ёсць каля 15% аб'ёмнай ўсаджвання. | |
| Жидкофазное спяканне | Ён схільны дэфармацыі, вялікай ўсаджвання і цяжка кантраляваць дакладнасць памераў | |
| Керамічны |
| AL2O3 .B4 C .SiC |
| AL2O3 |
| AL2O3 .B4 C .SiC |
| AL2O3 |
| AL2O3 .B4 C .SiC |
| AL2O3 |
| B4 C .SiC |
| AL2O3 .B4 C .SiC |
| .SiC |
Абнаўленне куленепрабівальнай керамікі
Нягледзячы на тое, што пуленепрабівальны патэнцыял карбіду крэмнію і карбіду бору вельмі вялікі, нельга ігнараваць праблему ўстойлівасці да разбурэння і нізкай далікатнасці аднафазнай керамікі.Развіццё сучаснай навукі і тэхнікі вылучыла патрабаванні да функцыянальнасці і эканамічнасці куленепрабівальнай керамікі: шматфункцыянальнасць, высокая прадукцыйнасць, невялікі вага, нізкі кошт і бяспека.Такім чынам, у апошнія гады эксперты і навукоўцы спадзяюцца дасягнуць умацавання, лёгкай і эканамічнай керамікі з дапамогай мікрарэгулявання, у тым ліку шматкампанентнай керамічнай сістэмы кампазіта, функцыянальнай градыентнай керамікі, шматслаёвай структуры і г.д., і такая браня лёгкая ў вага ў параўнанні з сучаснай бранёй, і лепш палепшыць мабільныя характарыстыкі баявых адзінак.
Функцыянальна градуяваная кераміка дэманструе рэгулярныя змены ва ўласцівасцях матэрыялу праз мікракасмічны дызайн.Напрыклад, борыд тытана і металічны тытан і аксід алюмінія, карбід крэмнію, карбід бору, нітрыд крэмнія і металічны алюміній і іншыя металічныя/керамічныя кампазітныя сістэмы, прадукцыйнасць змены градыенту ўздоўж становішча таўшчыні, гэта значыць падрыхтоўка высокай цвёрдасці пераход на пуленепрабівальную кераміку высокай трываласці.
Нанаметровая шматфазная кераміка складаецца з субмікронных або нанаметровых дысперсійных часціц, дададзеных у матрычную кераміку.Такія, як SiC-Si3N4-Al2O3, B4C-SiC і г.д., цвёрдасць, трываласць і трываласць керамікі маюць пэўнае паляпшэнне.Паведамляецца, што заходнія краіны вывучаюць спяканне нанапамернага парашка для падрыхтоўкі керамікі з памерам зерня ў дзясяткі нанаметраў для дасягнення трываласці і трываласці матэрыялу, і чакаецца, што куленепрабівальная кераміка дасягне вялікага прарыву ў гэтым плане.
Падвесці вынікі
Няхай гэта будзе аднафазная кераміка або шматфазная кераміка, лепшыя куленепрабівальныя керамічныя матэрыялы або неаддзельныя ад карбіду крэмнію, карбіду бору гэтых двух матэрыялаў.Спецыяльна для матэрыялаў з карбіду бору з развіццём тэхналогіі спякання выдатныя ўласцівасці керамікі з карбіду бору становяцца ўсё больш прыкметнымі, і яе прымяненне ў галіне куленепрабівальных вырабаў будзе развівацца далей.
Час публікацыі: 14 снежня 2023 г