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寻找提升防弹陶瓷综合性能的技术

需求领域:新材料 所在地:浙江省/湖州市/德清县 研发经费:¥500万

发布时间:2019-09-04 期望解决时间:2021-08-23

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需求描述

轻质陶瓷复合装甲的核心部件是防弹陶瓷。在目前已有的各种防弹陶瓷中,碳化硼(B4C)陶瓷具有最轻的比重、最高的硬度和弹性模量,是现代轻复合装甲的首选材料。美国等先进国家的军用飞机已经开始大量装备B4C基轻质复合装甲。国内近年来已开始研制应用B4C基轻质复合装甲材料,但是国产B4C陶瓷普遍存在原料品质低、材料综合力学性能差、批次稳定性和抗弹稳定性差等问题,造成B4C轻质复合装甲重量大、防护稳定性低、抗多发弹能力差等重大缺陷,不能满足应用的要求。

目前国内军用直升机发展迅速,由于重量载荷的限制,对轻质复合装甲的减重提出了极高的要求。因此,研究开发新型抗弹陶瓷材料及其应用技术,提高抗弹陶瓷的综合力学性能、抗弹性能及制备稳定性,成为亟待解决的问题。

针对直升机轻质装甲材料的需要,以直升机的驾驶舱底部、两侧、座椅用轻质装甲部件为研究载体和最终应用对象,系统开展高纯超细碳化硼原料制备工艺优化和工程化技术研究、开展石墨烯改性B4C陶瓷的制备工艺优化、批量制备技术和批次稳定性研究、工程化技术研究等。通过高纯、超细、B/C比稳定的B4C粉体的研制,石墨烯改性B4C陶瓷板材的研制,材料物理、力学、抗弹等性能的全面研究,材料组织结构与性能均匀性评价、批次稳定性评价,工程化技术研究等,建立先进高效的制备技术、工艺规范、技术标准,形成批量生产能力;突破高纯、超细B4C粉体制备关键技术、大尺寸石墨烯改性B4C陶瓷的制备关键技术、工程化批量化生产关键技术等;为轻质复合装甲研制和应用研究提供多批次性能优良、可靠性高的石墨烯改性B4C陶瓷板材,最终实现在相关型号上的工程应用。

石墨烯改性碳化硼陶瓷复合防弹材料性能指标:

1、密度:≤2.70 g/cm3;

2、硬度:≥31 Gpa;

3、抗弯强度: ≥350MPa;

4、断裂韧度:≥4.0 MPa/m1/2;

5、几何尺寸:长度≥300mm,宽度≥300mm,厚度≥15mm;

6、抗压强度:≥2100MPa;

7、弹性模量:≥400 Gpa;

8、12.7 穿甲燃烧弹(API弹),抗弹系数≥7.0

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