生物材料和超硬陶瓷材料的显微压痕对比分析研究

生物材料尤其是贝壳材料因其密度小,具有层状复合结构而备受关注。通过测试鲍鱼壳和文蛤壳的维氏显微硬度和断裂韧性,并与超硬陶瓷材料进行对比分析。研究结果表明,鲍鱼壳和文蛤壳的表面平均硬度分别为295HV、384HV,截面的最高硬度分别为427.4HV、397.4HV,比硬度分别为164.4、146.1,硬度和比硬度虽然比超硬陶瓷低,但与氧化铝陶瓷的比硬度相差不大,处于同一数量级;鲍鱼壳和文蛤壳的断裂韧性分别为21.1MPa·m~(1/2)、17.3MPa·m~(1/2),都比氧化铝陶瓷、氮化硼陶瓷和碳化硼陶瓷的断裂韧性高。鲍鱼壳和文蛤壳虽厚度很薄,但具有优良的防护性能,为制备仿生抗弹复合材料提供了借鉴。     

纤维增强复合材料对破甲弹的防护性能研究

采用真空辅助成型工艺制备纤维增强复合材料。分别以装甲钢、纤维增强复合材料作为轻型反应装甲的面、背板,考察轻型反应装甲对破甲弹的防护性能。结果表明,在考察范围内,复合材料组成的轻型反应装甲的防护性能较好,其中碳纤维增强复合材料的防护系数可达到23.9,并可消除传统反应装甲的二次毁伤效应。     

药型罩结构参数对多模毁伤元形成的影响

运用LS-DYNA仿真软件研究了弧锥结合罩的结构参数时侵彻体形成的影响规律.对于起爆方式为中心点和不同位置的环形起爆,通过改变弧锥结合罩的圆弧曲率半径和锥角,对比分析了形成的侵彻体的性能,得出弧锥结合罩的结构参数对EFP成型的影响规律.结果表明,弧锥结合罩的圆弧曲率半径和锥角存在最优值,圆弧曲率半径在45～55 mm、锥角在145°～155°范围内取值较好.优化设计了一种戍型装药结构,并进行了试验验证,试验结果与数值模拟结果吻合较好,为进一步研究多模成型装药提供了参考.     

层层自组装技术在薄膜制备方面的研究进展

层层自组装技术是一种简便有效的、在应用时需要借助一定的驱动力的、能合成多层膜的方法.主要概述了层层自组装技术的基本特性和应用,包括特点、基本类型和层层自组装技术的优缺点,重点介绍了在薄膜制备方面的研究进展,探讨了其未来的发展趋势.     

贝壳珍珠层结构仿生复合材料研究

将薄层抗弹陶瓷材料与树脂基复合材料通过仿生结构设计制备了软、硬相交替叠合的多层增韧贝壳珍珠层结构仿生复合材料.研究表明,该仿生复合材料不仅具有无机材料的高硬度、高刚度,还具备普通抗弹陶瓷材料所不具备的高断裂韧性特点.在形成有效防护的前提下,与普通抗弹陶瓷材料受到弹道冲击时发生"粉碎"性解体破坏相比,贝壳珍珠层结构仿生复合材料的弹道损伤显著降低.     

单锥罩成型装药环起爆对侵彻体形成的影响研究

采用LS-DYNA数值仿真软件，研究了单锥罩成型装药在典型的正向和逆向环起爆下，药型罩锥角、壁厚、壁厚差等结构参数对侵彻体形成的影响。仿真结果表明：当锥角小于120°时，逆向和正向环起爆均可获得高速金属射流；锥角大于135°时，正向起爆可形成杆式射流。仿真结果与试验结果吻合较好。     

纤维增强复合材料的制备及防护性能研究

采用真空辅助成型工艺制备了EWR600玻纤织物、高强2号玻璃纤维、高强4号玻璃纤维、碳纤维增强树脂基复合材料.以复合材料为爆炸反应装甲的面、背板材料,考察了爆炸反应装甲对破甲弹的防护性能.结果表明,在所考察的范围内,碳纤维增强树脂基复合材料对200型破甲弹的防护系数可达到19,对破甲弹射流的损耗达到90%以上;与合金钢作为爆炸反应装甲的面、背板相比,纤维增强树脂基复合材料在实现30%以上减重的同时,可彻底消除爆炸反应装甲的二次杀伤效应,具有广阔的应用前景.