《TiB2基陶瓷/金屬功能梯度材料高速撞擊損傷行為研究》是依託中國空氣動力研究與發展中心，由黃雪剛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：TiB2基陶瓷/金屬功能梯度材料高速撞擊損傷行為研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃雪剛
- 依託單位：中國空氣動力研究與發展中心
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
TiB2基復相陶瓷是一種極具發展潛力的新型陶瓷裝甲防護材料，隨之發展起來的TiB2基陶瓷/金屬功能梯度材料可以減小陶瓷層與金屬層之間聲阻抗差異，削弱高速撞擊過程中反射拉伸波的形成，從而極大提高防護性能。為此，本項目以TiB2基陶瓷/金屬功能梯度材料為研究對象，通過靜動態力學性能測試和高速撞擊試驗，主要研究以下內容：（1）探討TiB2基復相陶瓷的靜動態力學性能，並研究其在高應變率下損傷行為；（2）研究TiB2基陶瓷/金屬功能梯度材料界面結構特徵與動態力學行為回響；（3）研究陶瓷/金屬功能梯度材料在高速撞擊下的結構損傷與失效行為，分析陶瓷/金屬界面結構與動態損傷機制之間的耦合回響關係。預期研究成果不僅為陶瓷材料改性提供理論依據和實驗支持，而且對發展陶瓷/金屬梯度複合裝甲具有重要的科學研究意義和工程套用價值。
結題摘要
本項目通過系統開展TiB2基陶瓷以及陶瓷/金屬梯度複合材料的超重力燃燒合成製備，對複合材料界面的微觀結構和力學性能進行表征測試，研究了陶瓷/金屬複合材料梯度界面的化學成分和相組成結構，以及陶瓷/金屬複合材料過渡界面的硬度分布特徵；開展了TiB2基陶瓷/金屬梯度複合材料的力學性能測試，研究了複合材料及其界面結構的斷裂損傷模式；開展了TiB2基陶瓷以及TiB2基陶瓷/金屬梯度複合材料的高速侵徹試驗，獲得了不同防護材料的高速侵徹防護係數，研究了不同材料結構設計對高速撞擊損傷行為和抗多發彈性能的影響。研究結果表明，正是由於在材料製備過程中陶瓷/金屬層間液態熔合與互擴散，使得層間組成相呈空間尺度連續梯度演化，產生層間梯度納米複合結構，進而在實彈靶試中誘發層間多尺度界面效應，產生強烈的層間剪下耦合效應，極大提升陶瓷斷裂阻力與損傷緩解性，從而使得陶瓷/金屬梯度複合材料的防護能力大幅提升。
