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碳化硼陶瓷精密加工

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yabo亚搏手机版app时间:2021-06-30

yabo亚搏手机版app   碳化硼具有独特的性能组合,使其成为广泛工程应用的首选材料。碳化硼因其高熔点和热稳定性而用于耐火材料应用;由于其极强的耐磨性,它被用作磨料粉末和涂料;由于其高硬度和低密度而具有优异的防弹性能;它通常用作核应用中的中子辐射吸收剂。此外,碳化硼是一种高温半导体,可用于新型电子应用。碳化硼结构和化学变化及其对电子、光学、振动、机械和弹道性能影响的最新进展。碳化硼在与外部载荷相关的高应力下的结构不稳定性以及由此产生的无序相的性质。

   根据古老的传说,成吉思汗指示他的骑兵在盔甲下穿上丝绸背心,方便在战斗中更好地保护自己免受箭矢的袭击。自可汗时代以来,防弹衣已经有了显着的发展——丝绸已经让位于超硬材料,就像抵御大多数弹药的坚不可摧的墙壁。然而,即使是这种装甲也会失效,特别是当它被高速弹药或其他快速移动的物体击中时。

   德克萨斯农工大学、陆军研究实验室、罗格斯大学和约翰霍普金斯大学的研究人员制定了一种新配方,可以防止现代装甲的弱点。就是通过向碳化硼(一种常用于制造防弹衣的材料)中添加少量硅元素,他们发现可以使防弹装备对高速冲击具有更大的弹性。

碳化硼陶瓷

yabo亚搏手机版app   “在过去的12年里,研究人员一直在寻找方法来减少高速子弹对碳化硼制成的装甲的影响,”材料科学与工程系助理教授 Kelvin Xie 说:“我们的工作最终解决了这一未满足的需求,并且在设计卓越的防弹衣方面向前迈出了一步,该防弹衣将在战斗中抵御更强大的枪支。”这项研究发表在《科学进展》杂志 10 月刊上

    碳化硼,被称为“黑金刚石”,是一种人造材料,其硬度仅次于另一种称为立方氮化硼的合成材料。然而,与立方氮化硼不同,碳化硼更容易大规模生产。此外,碳化硼比碳化硅等其他装甲材料更硬、更轻,使其成为防护装备的理想选择,尤其是防弹背心。

    尽管碳化硼具有许多理想的品质,但它的主要缺点是它在高速撞击时会很快损坏。“碳化硼非常擅长阻止子弹以低于每秒 900 米的速度行进,因此它可以非常有效地阻止大多数手枪的子弹,“谢说”但超过这个临界速度,碳化硼突然失去其弹道性能,效果不佳。

    科学家们知道高速震动会导致碳化硼发生相变——一种材料改变其内部结构,使其同时处于两种或多种物理状态(如液体和固体)的现象。因此,子弹的撞击将碳化硼从原子有序排列的结晶状态转变为原子随意排列的玻璃状状态。这种玻璃状状态削弱了子弹和碳化硼接触部位的材料完整性。

   “当碳化硼发生相变时,玻璃相为裂缝传播创造了一条高速公路,”谢说。 “因此,子弹撞击造成的任何局部损坏很容易在整个材料中传播,并逐渐造成更大的损坏。”之前使用计算机模拟的工作预测,添加少量的另一种元素,如硅,有可能使碳化硼不那么脆。

陶瓷雕铣机01.jpg

    为了模拟高速子弹的初始冲击,研究人员在碳化硼样品上用金刚石尖端制作了控制良好的凹痕,其宽度比人的头发还小。然后,在高倍电子显微镜下,他们观察了撞击形成的微观损伤。谢和他的合作者发现,即使使用少量的硅,相变的程度也下降了 30%,显着减少了压痕造成的损坏。

yabo亚搏手机版app    虽然硅可以很好地增强碳化硼的性能,但谢说,还需要做更多的实验来了解其他元素,如锂和铝,是否也可以提高碳化硼的性能。在不久的将来,在预测纯碳化硼的这些更强大的表亲将找到其他非军事应用。一种这样的用途是在核盾牌中。他说,在碳化硼中使用一点硅会改变原子之间的间距,所产生的空位可能是吸收核反应堆有害辐射的好地方。“就像在烹饪中,少量的香料可以大大提高风味一样,通过使用少量的硅,我们可以显着改善碳化硼的特性,从而为这些超硬材料找到新的应用。”

    通过上面的描述呢我们可以发现氮化硼材料是属于很硬的一种材料,所以如果要加工的话,那么加工难度就会很大,所以需要用到我们鑫腾辉的专业加工精密陶瓷的陶瓷雕铣机,如果是普通的雕铣机是很难加工出来的,因为他的加工难点就摆在那,像东莞有名的钧杰陶瓷他们是做精密陶瓷加工的,也是一直使用的也是我们鑫腾辉的设备。

 




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