成果详情
石墨烯复合装甲

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项目组根据石墨烯复合装甲材料实际情况,采用不同的溶剂、添加表面活性剂,如阴离子表面活性剂SDS、阳离子表面活性剂CTAB、非离子型表面活性剂聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮等,成功提升了石墨烯在陶瓷及金属体系中的分散效果。为了获得良好的分散效果,石墨烯和基体材料通过球磨、超声分散等方式依次使用的方法进行混合,针对石墨烯改性陶瓷及石墨烯铝基复合材料粉体的特性/尺寸/类型/含量,确定混粉时间,转速等工艺参数,最终获得最佳分散工艺。最后,利用材料成分微调、烧结工艺优化等手段,研发高致密度烧结工艺,使石墨烯与材料基体形成良好的界面结合,从而了提高材料的强韧度,最终突破了石墨烯复合装甲材料研制过程中的石墨烯分散及植入关键技术,。

项目组对结构方案所采用的组成材料,通过准静态拉伸、压缩、剪切,霍普金森(SHB)在不同应变率下的压缩、拉伸和剪切测试,泰勒杆撞击测试,一维应变飞片在不同速度下的撞击测试等动态性能测试,获得材料在不同应变率下动态性能参数,建立材料性能数据库及抗弹体侵彻模型库。此外,通过弹体对单层材料板的侵彻试验、数值仿真和理论分析,充分考虑弹体侵彻过程中的“界面击溃”、“弹道偏转”等效应,基于抗弹体侵彻多层材料梯度组合、阻抗匹配、界面耦合原则,筛选备选方案。将筛选的结构方案制备复合装甲靶板进行V50靶试试验。

根据打靶结果建立石墨烯复合装甲抗弹性能数据库。通过对数据库中大量数据分析,获得复合装甲组成材料相关物理参量以及相关物理量的影响规律和敏感性特征,对于装甲组成材料的重要物理量,拟合获得相应的无量纲形式的量化分析模型,建立抗弹体侵彻模型库。获得分析模型并形成结构的优化设计方法,研制装甲结构设计软件工具,最终确定最佳结构方案,突破了石墨烯复合装甲结构设计技术。项目组根据石墨烯复合装甲材料实际情况,采用不同的溶剂、添加表面活性剂,如阴离子表面活性剂SDS、阳离子表面活性剂CTAB、非离子型表面活性剂聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮等,成功提升了石墨烯在陶瓷及金属体系中的分散效果。为了获得良好的分散效果,石墨烯和基体材料通过球磨、超声分散等方式依次使用的方法进行混合,针对石墨烯改性陶瓷及石墨烯铝基复合材料粉体的特性/尺寸/类型/含量,确定混粉时间,转速等工艺参数,最终获得最佳分散工艺。最后,利用材料成分微调、烧结工艺优化等手段,研发高致密度烧结工艺,使石墨烯与材料基体形成良好的界面结合,从而了提高材料的强韧度,最终突破了石墨烯复合装甲材料研制过程中的石墨烯分散及植入关键技术,。

项目组对结构方案所采用的组成材料,通过准静态拉伸、压缩、剪切,霍普金森(SHB)在不同应变率下的压缩、拉伸和剪切测试,泰勒杆撞击测试,一维应变飞片在不同速度下的撞击测试等动态性能测试,获得材料在不同应变率下动态性能参数,建立材料性能数据库及抗弹体侵彻模型库。此外,通过弹体对单层材料板的侵彻试验、数值仿真和理论分析,充分考虑弹体侵彻过程中的“界面击溃”、“弹道偏转”等效应,基于抗弹体侵彻多层材料梯度组合、阻抗匹配、界面耦合原则,筛选备选方案。将筛选的结构方案制备复合装甲靶板进行V50靶试试验。

根据打靶结果建立石墨烯复合装甲抗弹性能数据库。通过对数据库中大量数据分析,获得复合装甲组成材料相关物理参量以及相关物理量的影响规律和敏感性特征,对于装甲组成材料的重要物理量,拟合获得相应的无量纲形式的量化分析模型,建立抗弹体侵彻模型库。获得分析模型并形成结构的优化设计方法,研制装甲结构设计软件工具,最终确定最佳结构方案,突破了石墨烯复合装甲结构设计技术。


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