Metody poprawy wytrzymałości ceramiki z węglika krzemu
Badania nad zwiększeniem wytrzymałości i gęstości ceramiki z węglika krzemu są naszą ciągłą pracą. Główne metody zwiększania wytrzymałości ceramiki z węglika krzemu obejmują zmianę składu materiału ceramicznego, na przykład poprzez zwiększenie hartowania włókien/wąsów, hartowanie cząstkami drugiej fazy i zmianę procesu formowania ceramiki w celu zmiany wewnętrznej mikrostruktury ceramiki.
Dodanie krótkich włókien węglowych do ceramiki z węglika krzemu może zmniejszyć zawartość wolnego krzemu w ceramice, utworzyć warstwę β - SiC i zwiększyć wytrzymałość ceramiki z węglika krzemu. Gdy udział objętościowy krótkich włókien węglowych osiąga 30%, odporność na pękanie ceramiki z węglika krzemu osiąga 5,1 MPa · m1/2, czyli jest o 78% wyższa niż w przypadku ceramiki z węglika krzemu bez krótkich włókien węglowych.
Poprzez badanie technologii kucia izotermicznego stwierdzono, że cząstki SiC były równomiernie rozłożone w linii opływowej w matrycy aluminiowej, a wydajność kucia (próbkowanie wzdłuż cięciwy) uległa znacznej poprawie. Rm=500 MPa Rp0,2=330 MPa, A=7%, K1C=25,0 MPa·m1/2.
Optymalizując rozkład wielkości grubych i drobnych cząstek proszku węglika krzemu, zwiększa się wytrzymałość węglika krzemu. Badania wykazały, że wprowadzenie gruboziarnistego proszku może zahamować wzrost nieprawidłowych ziaren w ceramice S-SiC, w wyniku czego powstają małe, równoosiowe ziarna. Wraz ze wzrostem zawartości grubego proszku, wytrzymałość ceramiki S-SiC wykazuje tendencję najpierw rosnącą, a następnie malejącą. Przy zawartości proszku gruboziarnistego wynoszącej 65% udarność ceramiki S-SiC jest najwyższa i jest o 17,1% wyższa niż bez proszku gruboziarnistego, osiągając (4,92 ± 0,24) MPa·m1/2.
Dzięki badaniu powyższych wyników opanowaliśmy metodę przygotowania do hartowania ceramiki z węglika krzemu. Nasze produkty ceramiczne z węglika krzemu mają lepszą wydajność niż zwykła ceramika z węglika krzemu i są odporne na uderzenia kul. Produkty spełniają wymagania kuloodporne NIJ IV.