③ Visbiežāk izmantotais ložu necaurlaidīgais keramikas materiāls
Kopš 21. gadsimta ložu necaurlaidīgā keramika ir strauji attīstījusies, un ir daudz veidu, ieskaitot alumīnija oksīdu, silīcija karbīdu, bora karbīdu, silīcija nitrīdu, titāna borīdu utt., Starp tām alumīnija oksīda keramiku (al₂o₃), silīcija karbīda keramika (SIC),) Bora karbīda keramika (B4C) ir visplašāk izmantotā.
Alumīnija oksīda keramikai ir vislielākais blīvums, bet cietība ir salīdzinoši zema, apstrādes slieksnis ir zems, cena ir zema, saskaņā ar tīrību sadala arī 85/90/95/99 alumīnija oksīda keramikā, arī attiecīgā cietība un cena tiek palielināta. pagriezienā.
| Materiāli | Blīvums /(kg*m²) | Elastības modulis / (Gn*m²) | HV | Ekvivalents alumīnija oksīda cenai |
| Bora karbīds | 2500 | 400 | 30 000 | X 10 |
| Alumīnija oksīds | 3800 | 340 | 15 000 | 1 |
| Titāna diborīds | 4500 | 570 | 33 000 | X10 |
| Silīcija karbīds | 3200 | 370 | X5 | |
| Oksidācijas pārklājums | 2800 | 415 | 12 000 | X10 |
| BC/sic | 2600 | 340 | 27500 | X7 |
| Stikla keramika | 2500 | 100 | 6000 | 1 |
| Silīcija nitrīds | 3200 | 310 | 17000 | X5 |
Dažādu ložu necaurlaidīgu keramikas īpašību salīdzinājums
Silīcija karbīda keramikas blīvums ir salīdzinoši zems, augsta cietība, ir rentabla strukturāla keramika, tāpēc tā ir arī visplašāk izmantotā ložu necaurlaidīgā keramika Ķīnā.
Bora karbīda keramikai ir viszemākais blīvums un visaugstākā cietība starp šīm keramikas starpā, taču tajā pašā laikā to prasības apstrādes tehnoloģijai ir arī ļoti augstas, kurām nepieciešama augsta temperatūra un augsta spiediena saķepināšana, tāpēc izmaksas ir arī visaugstākās starp šīm trim keramikai.
Salīdzinot ar šiem trim biežāk sastopamajiem ložu necaurlaidīgajiem keramikas materiāliem, alumīnija oksīda ložu necaurlaidīgajai keramikai ir viszemākās izmaksas, bet ložu necaurlaidības rādītāji ir daudz mazāki nekā silīcija karbīdam un bora karbīdam, tāpēc pašreizējās vietējās ražotnes ložu necaurlaidīgajai keramikai silīcija karbīdā un bora karbīdā ir ložu necaurlaidīga. alumīnija oksīda keramika ir reti sastopama.Tomēr monokristālu alumīnija oksīdu var izmantot, lai sagatavotu caurspīdīgu keramiku, ko plaši izmanto kā caurspīdīgus materiālus ar gaismas funkcijām, un to izmanto militārajā aprīkojumā, piemēram, individuālās karavīru ložu necaurlaidīgās maskas, raķešu noteikšanas logi, transportlīdzekļu novērošanas logi un zemūdeņu periskopi.
④Two no populārākajiem ložu necaurlaidīgajiem keramikas materiāliem
Silīcija karbīda ložu necaurlaidīga keramika
Silīcija karbīda kovalentā saite ir ļoti spēcīga, un tai joprojām ir augstas stiprības saistība augstā temperatūrā.Šī strukturālā īpašība dod silīcija karbīda keramiku izcilu izturību, lielu cietību, nodiluma izturību, izturību pret koroziju, augstu siltumvadītspēju, labu termisko triecienu izturību un citas īpašības.Tajā pašā laikā silīcija karbīda keramikas cena ir mērena, rentabla, ir viens no daudzsološākajiem augstas veiktspējas bruņu aizsardzības materiāliem.
Silīcija karbīda keramikai ir plaša attīstības telpa bruņu aizsardzības jomā, un to pielietojums individuālo iekārtu un speciālo transportlīdzekļu jomā mēdz būt dažāds.Ja to izmanto kā aizsargājošu bruņu materiālu, ņemot vērā izmaksas un īpašos pielietošanas gadījumus un citus faktorus, tas parasti ir neliels keramikas paneļu un kompozītmateriālu aizmugures izvietojums, kas savienots ar keramikas kompozītmateriālu mērķa plāksni, lai pārvarētu keramikas bojājumus stiepes sprieguma dēļ, un Lai nodrošinātu, ka šāviņa iespiešanās tikai sagrauj vienu gabalu, nesabojājot visas bruņas.
Bora karbīda ložu necaurlaidīga keramika
Bora karbīds ir zināmu materiālu cietība pēc dimanta un kubiskā bora nitrīda superharda materiāla, cietība līdz 3000 kg/mm²;Blīvums ir zems, tikai 2,52 g/cm³, kas ir 1/3 tērauda;Augsts elastības modulis, 450GPA;Augsts kausēšanas punkts, apmēram 2447 ℃;Termiskās izplešanās koeficients ir zems, un siltumvadītspēja ir augsta.Turklāt bora karbīdam ir laba ķīmiska stabilitāte, skābes un sārmu izturība pret koroziju, istabas temperatūrā nereaģē ar skābi un bāzi un lielāko daļu neorganisko savienojumu šķidrumu, tikai hidrofluoric skābes-sulfurskābē, hidrofluorskābes-nitrīnskābes sajauktajā šķidrumā ir lēna korozija. ;Un vairums izkausēto metālu neitralizē, nerīkojas.Bora karbīdam ir arī laba spēja absorbēt neitronus, kas nav pieejami citos keramikas materiālos.B4C ir viszemākais blīvums no vairākām parasti izmantotām bruņu keramikas, apvienojumā ar augstu elastības moduli, padarot to par labu izvēli materiāliem militāro bruņu un kosmosa laukos.Galvenā B4C problēma ir tā, ka tā ir dārga (apmēram 10 reizes lielāka nekā alumīnija oksīda) un trauslā, kas ierobežo tā plašo pielietojumu kā vienfāzes aizsargājošās bruņas.
⑤Pārprojektēšanas metode ložu necaurlaidīgai keramikai.
| Sagatavošanas tehnoloģija | Procesa īpašības | |
| Priekšrocība | ||
| Ar zemu saķepināšanas temperatūru un īsu saķepināšanas laiku var iegūt keramiku ar smalkiem graudiem un augstu relatīvo blīvumu un labas mehāniskās īpašības. | ||
| Pārmērīga spiediena saķepināšana | Panāk strauji, zemas temperatūras saķepināšanas, blīvēšanas ātrums palielinājās. | |
| Karsta izostatiska presēšanas saķepināšana | Keramiku ar augstu veiktspēju un sarežģītu formu var sagatavot ar zemu saķepināšanas temperatūru, īsu repošanas laiku un vienmērīgu sliktā ķermeņa saraušanos. | |
| Saķepināšana mikroviļņu krāsnī | Ātra blīvēšana, nulles gradienta vienmērīga apkure, uzlabojiet materiāla struktūru, uzlabojiet materiāla veiktspēju, augstu efektivitāti un enerģijas taupīšanu. | |
| Izdalīšanās plazmas saķepināšana | Sērtēšanas laiks ir īss, saķepināšanas temperatūra ir zema, keramikas veiktspēja ir laba, un augstas enerģijas saķepinošā gradienta materiāla blīvums ir augsts. | |
| Plazmas staru kūsošanās metode | Pulvera izejviela ir pilnībā izkausēta, to neierobežo pulvera daļiņu izmērs, tai nav nepieciešama zema kušanas temperatūra, un produktam ir blīva struktūra. | |
| Reakcijas saķepināšana | Tuvumā neto izmēru ražošanas tehnoloģija, vienkāršs process, zemas izmaksas, var sagatavot lielu izmēru, sarežģītas formas detaļas. | |
| Produktam ir lielisks augstas temperatūras veiktspēja, vienkāršs saķepināšanas process un zemas izmaksas.Ir daudz piemērotu formēšanas metožu, kuras var izmantot sarežģītām un biezām lielām daļām, kā arī piemērotas liela mēroga rūpniecības ražošanai. | ||
| Zema saķepināšanas temperatūra, zema porainība, smalki graudi, augsts blīvums, augsta stiprība | ||
| Sagatavošanas tehnoloģija | Procesa īpašības | |
| Nicinājums | ||
| Process ir sarežģītāks, pelējuma materiāli un aprīkojuma prasības ir augstas, ražošanas efektivitāte ir zema, ražošanas izmaksas ir augstas, un formu var sagatavot tikai ar vienkāršiem produktiem. | ||
| Pārmērīga spiediena saķepināšana | Var sagatavot tikai produktus ar vienkāršām formām, zemu ražošanas apjomu, lieliem ieguldījumiem iekārtās, augstiem saķepināšanas apstākļiem un lielu enerģijas patēriņu.Pašlaik tas ir tikai pētniecības posmā | |
| Karsta izostatiska presēšanas saķepināšana | Iekārtas izmaksas ir augstas, un apstrādājamā sagataves izmērs ir ierobežots | |
| Saķepināšana mikroviļņu krāsnī | Teorētiskās tehnoloģijas ir jāuzlabo, trūkst aprīkojuma, un tā nav plaši piemērota | |
| Izdalīšanās plazmas saķepināšana | Pamatteorija ir jāuzlabo, process ir sarežģīts, un izmaksas ir augstas, kas nav industrializētas. | |
| Plazmas staru kūsošanās metode | Augstas aprīkojuma prasības nav sasniegtas plaši izplatītai lietošanai. | |
| Reakcijas saķepināšana | Atlikušais silīcijs samazina materiāla mehāniskās īpašības, izturību pret koroziju un oksidācijas izturību. | |
| Saziljēšanas temperatūra ir augsta, pastāv noteikta porainība, stiprība ir salīdzinoši zema un ir aptuveni 15% apjoma saraušanās. | ||
| Tas ir nosliece uz deformāciju, lielu saraušanos un grūti kontrolējamu izmēru precizitāti | ||
| Keramikas |
| AL2O3.B4 C .SiC |
| AL2O3 |
| AL2O3.B4 C .SiC |
| AL2O3 |
| AL2O3.B4 C .SiC |
| AL2O3 |
| B4 C .SiC |
| AL2O3.B4 C .SiC |
| .SiC |
Ložu necaurlaidīgas keramikas jauninājums
Lai gan silīcija karbīda un bora karbīda ložu necaurlaidības potenciāls ir ļoti liels, nevar ignorēt vienfāzes keramikas izturības pret lūzumu un vājo trauslumu problēmu.Mūsdienu zinātnes un tehnoloģiju attīstība ir izvirzījusi prasības ložu necaurlaidīgās keramikas funkcionalitātei un ekonomijai: daudzfunkcionāla, augsta veiktspēja, viegls svars, zemas izmaksas un drošība.Tāpēc pēdējos gados eksperti un zinātnieki cer panākt keramikas stiprināšanu, vieglumu un ekonomiskumu, izmantojot mikropielāgošanu, tostarp daudzkomponentu keramikas sistēmas kompozītmateriālu, funkcionālu gradientu keramiku, slāņveida struktūras dizainu utt., un šādas bruņas ir vieglas. svaru, salīdzinot ar mūsdienu bruņām, un labāk uzlabo kaujas vienību mobilo sniegumu.
Funkcionāli šķirotā keramika parāda regulāras materiālu īpašību izmaiņas, izmantojot mikrokosmisko dizainu.Piemēram, titāna borīds un titāna metāls un alumīnija oksīds, silīcija karbīds, bora karbīds, silīcija nitrīds un metāla alumīnijs un citas metāla/keramikas kompozītmateriālu sistēmas, gradienta veiktspēja mainās gar biezuma pozīciju, tas ir, augstas cietības sagatavošana. pāreja uz augstas stiprības ložu necaurlaidīgu keramiku.
Nanometru daudzfāzu keramika sastāv no submikronu vai nanometru dispersijas daļiņām, kas pievienotas matricas keramikai.Piemēram, Sic-Si3n4-Al2O3, B4C-SIC utt., Keramikas cietība, izturība un izturība ir zināmi uzlabojumi.Tiek ziņots, ka Rietumu valstis pēta nano mēroga pulvera saķepināšanu, lai sagatavotu keramiku ar desmitiem nanometru lielumu, lai sasniegtu materiālo izturību un izturību, un sagaidāms, ka ložu necaurlaidīga keramika šajā sakarā sasniegs lielu sasniegumu.
Apkopojot
Neatkarīgi no tā, vai tā ir vienfāžu keramika vai vairāku fāžu keramika, labākie ložu necaurlaidīgie keramikas materiāli vai neatdalāms no silīcija karbīda, bora karbīds šos divus materiālus.Īpaši bora karbīda materiāliem, attīstot saķepināšanas tehnoloģiju, lieliskās bora karbīda keramikas īpašības kļūst arvien ievērojamākas, un to pielietojums ložu necaurlaidīgas jomā tiks tālāk attīstīts.
Publicēšanas laiks: 14. decembris 2023