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碳化硼-二硼化钛防弹复合陶瓷的制备

2022-02-11
    目前,用于防弹陶瓷的结构陶瓷主要有氧化铝、碳化硅和碳化硼。其中,碳化硼是防弹性能最优的装甲材料,目前用作飞机装甲材料和特殊用途防护结构。 氧化铝虽然综合防护系数最低,但因其成本最低,所以在护身装甲和装甲车辆方面获得较多的应用。碳化硼防弹陶瓷无论是防护系数,还是成本都介于二者之间。 因而,降低碳化硼防弹陶瓷材料的成本研究具有很强必要性和广阔的应用前景。
    工业用碳化硼的强度和韧性比较低,这主要是由于组织粗大、缺陷多、致密度不高所致,通过提高烧结密度、细化晶粒等基本途径可以明显地改善强度,但断裂韧性增加不大,这与单相材料本身的局限性有关。因此,要想减轻碳化硼的穿晶断裂的倾向,增加断裂韧性,走“复合”之路似乎是最后的选择。大量研究表明,复合添加剂可极大地降低烧结温度和压力,在高温高压条件下,获得高致密度的纯碳化硼陶瓷,并有优异的力学性能。
  二硼化钛(TiB2)防弹陶瓷是20世纪90年代进入研究阶段的新兴工程陶瓷材料,抗爆能力强、装甲崩落少,与碳化硼、碳化硅等形成的复相陶瓷材料成为近年来防弹陶瓷研究的热点。国内有研究表明,二硼化钛对碳化硼陶瓷烧结致密化具有明显的促进作用。当二硼化钛含量达到50%时,复合陶瓷的烧结密度达到了92%理论密度。
硼化钛-碳化硼防弹插板