Metodi per migliorare la tenacità delle ceramiche al carburo di silicio

La ricerca sul miglioramento della tenacità e sul miglioramento della densità delle ceramiche al carburo di silicio è stato il nostro lavoro continuo. I metodi principali per migliorare la tenacità delle ceramiche al carburo di silicio consistono nel modificare la composizione del materiale ceramico, ad esempio aumentando la tenacità delle fibre/baffi, la tenacità delle particelle di seconda fase e la modifica del processo di formatura della ceramica per modificare la microstruttura interna della ceramica.

L'aggiunta di fibre corte di carbonio alle ceramiche di carburo di silicio può ridurre il contenuto di silicio libero nella ceramica, formare uno strato β - SiC e migliorare la tenacità delle ceramiche di carburo di silicio. Quando la frazione volumetrica delle fibre corte di carbonio raggiunge il 30%, la resistenza alla frattura delle ceramiche di carburo di silicio raggiunge 5,1 MPa · m1/2, ovvero del 78% superiore a quella delle ceramiche di carburo di silicio senza fibre corte di carbonio.

Attraverso lo studio della tecnologia di forgiatura isotermica, si è scoperto che le particelle di SiC erano distribuite uniformemente in una linea di flusso nella matrice di alluminio e le prestazioni della forgiatura (campionamento cordale) erano notevolmente migliorate. Rm=500 MPa Rp0,2=330 MPa、A=7%、K1C=25,0 MPa·m1/2。

Ottimizzando la distribuzione delle dimensioni delle particelle grossolane e fini della polvere di carburo di silicio, la tenacità del carburo di silicio viene migliorata. La ricerca ha dimostrato che l'introduzione di polvere grossolana può sopprimere la crescita di grani anomali nelle ceramiche S-SiC, risultando in piccoli grani equiassici. All’aumentare del contenuto di polvere grossolana, la tenacità della ceramica S-SiC mostra uno schema che inizialmente aumenta e poi diminuisce. Con un contenuto di polvere grossolana del 65%, la tenacità della ceramica S-SiC è la più alta, ovvero superiore del 17,1% rispetto a quella senza polvere grossolana, raggiungendo (4,92 ± 0,24) MPa · m1/2.

Attraverso la ricerca dei risultati di cui sopra, abbiamo imparato il metodo di preparazione dell'indurimento delle ceramiche al carburo di silicio. I nostri prodotti in ceramica al carburo di silicio hanno prestazioni migliori rispetto alle normali ceramiche al carburo di silicio e possono resistere all'impatto dei proiettili. I prodotti soddisfano i requisiti antiproiettile NIJ IV.