TiB2-B4C-Al-B4C雙層復合新型防彈材料的制備、組織與力學性能.pdf

1、B4C以其高硬度，低密度的優(yōu)良性能，在眾多防彈陶瓷中脫穎而出，被認為是最理想的防彈裝甲材料。但它的韌性很低，這極大地降低了B4C陶瓷的抗彈性能，也使得其不具備抗多發(fā)彈的能力。為了提高B4C陶瓷的韌性，進而改善B4C陶瓷的抗彈性能，材料工作者提出了許多可行的增韌途徑，如纖維（晶須）強化、第二相顆粒彌散補強、層狀復合陶瓷增韌等。然而，利用層狀復合原理并結合第二相顆粒彌散增韌提高B4C陶瓷韌性的研究與報道卻較少。為此，本文針對B4C陶瓷韌性低

2、這一問題，選擇TiB2/B4C-Al/B4C雙層復合陶瓷為研究對象，研究了此新型層狀材料的制備工藝、顯微組織及力學性能，并針對層狀材料有重要影響的界面組織進行了分析。
　　本實驗以B4C、TiO2和Al合金及碳黑為原料，采用手動混料和機械球磨混料相結合的方式進行混料，粉料經烘干和造粒后，在5.66 MPa壓力下模壓成型，1900℃熱壓燒結，先制備出TiB2/B4C-B4C（多孔結構）的預燒體，最后經1100℃真空熔滲鋁制備出TiB

3、2/B4C-Al/B4C雙層復合陶瓷，并對其組織及力學性能進行表征與測試。
　　研究結果表明:合理的控制熱壓燒結和真空熔滲鋁工藝對TiB2/B4C-Al/B4C雙層復合陶瓷的制備至關重要。采用1500℃×1 h+1900℃×1h的熱壓工藝和700℃×30 min+1100℃×40 min的真空熔滲鋁工藝，成功地制備出TiB2/B4C-Al/B4C雙層復合新型防彈陶瓷。
　　采用XRD衍射、掃描電鏡及透射電鏡技術對該層狀材料的

4、顯微組織進行了觀察，結果表明:此新型雙層復合陶瓷材料的界面結合完整;Al和B4C在1100℃以內發(fā)生界面反應，生成了Al3BC相;高分辨TEM觀察顯示Al與B4C相之間、TiB2和B4C相之間的相界面結合良好。
　　對此材料的力學性能進行測試表明:受力面為TiB2/B4C層或Al/B4C層時，雙層復合陶瓷的抗彎強度分別為206.0 MPa和416.3 MPa;當切口開在TiB2/B4C層或Al/B4C層時，雙層復合陶瓷的斷裂韌性分