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纳米材料在陶瓷领域方面的应用(纳米陶瓷技术在生活中的应用)

纳米材料在陶瓷领域方面的应用(纳米陶瓷技术在生活中的应用) 纳米材料在陶瓷领域的应用

1.防护材料

普通陶瓷作为防护材料时,由于其韧性较差,在被弹丸撞击后的冲击区容易发生微观破坏、晶体坍塌、界面破坏、裂纹扩展等一系列破坏过程,从而降低陶瓷材料的抗弹性能。纳米陶瓷因其抗冲击性能,可有效提高主战坦克复合装甲的抗弹性,增强速射武器陶瓷内衬的抗烧蚀和抗冲击性能。以防弹陶瓷外层和碳纳米管复合材料为基材,可以制成坚硬如钢的防弹背心。纳米陶瓷在防空武器中的应用可以提高其抗烧结冲击能力,延长其使用寿命。目前国外复合装甲已经采用了高性能防弹材料。如果纳米陶瓷能用于未来战争中的车辆装甲防护,装甲层将具有更好的抗弹道、抗爆震和抗磨损能力。

2.高温材料

纳米陶瓷具有高耐热性、高温抗氧化性、低密度、高断裂韧性、耐腐蚀性和耐磨性。这些特性可以提高aero 空发动机的涡轮前部温度,从而提高发动机的推重比,降低油耗。因此,纳米材料有望成为海军和军用涡轮发动机高温部件的理想材料,从而提高发动机的效率、可靠性和使用寿命。

3.吸收材料

SINCO陶瓷粉是以有机硅聚合物(PSN)为前驱体,经过高温裂解,然后球磨得到的一种黑色粉末。SINCO粉体由SiC、Si3N4等吸波材料组成,具有良好的陶瓷特性,因此受到研究者的广泛重视。周东等人对SINCO粉体的吸波性能进行了初步测试,实验结果表明SINCO粉体在38.0-39.5GHz的高频段具有良好的吸波性能,衰减大于10dB。国外高温吸波材料的发展主要集中在陶瓷基复合材料上,除了较早报道的日本研制的SiC、Si3N4、SiC/Si3N4/C/BN复合高温陶瓷吸波材料和SiC WF/BN可用作高温吸波材料外。Al2O3 & middot2 SiO 2/莫来石等。

纳米SiC不仅吸波性好,而且耐高温、相对密度低、韧性好、强度高、电阻率高,可以减弱红外信号。与碳粉和纳米金属粉配合使用,具有更好的吸波性能。研究人员在SiC中添加N、O等元素来增强其半导体性能,其吸波性能也非常好。Nihara的研究表明,含有微米-纳米SiC颗粒的复合陶瓷材料的性能明显优于常规的单相SiC材料。提高了陶瓷的室温和高温性能,提高了稳定性。它也是最有前途的陶瓷系统之一。虽然吸收剂是隐身材料中最有前途的高温吸收材料,但常规制备的碳化硅吸收效率不是很高,不能作为雷达波吸收剂,必须进一步处理。处理的目的是控制碳化硅的导电性,使其具有吸波性能。提高SiC的纯度和控制掺杂有两种方法。用日本极其纯净的原料制备了几乎不含杂质的SiC粉末。SiC粉末具有宽的吸收带和高的吸波性能,但缺点是难以获得极其纯净的原料,并且成本高。西北工业大学焦欢采用CVD法制备SiC(N)纳米粉体,利用阻抗匹配原理进行优化设计,分别设计双层吸波材料,利用不同氮含量的SiC(N)纳米粉体设计吸波材料的反射率曲线。在8-18GHz频率范围内,反射率大于-2dB,甚至峰值反射率为-22.6dB,氮原子摩尔分数为8.34%的粉末设计的涂层在8-18GHz频率范围内反射率大于-5dB,即低氮含量的粉末设计的吸波材料对电磁波具有良好的吸收效果。

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