高弹能耗散能力氧氮玻璃的制备及其组成-结构-性能相关性

基本信息
批准号:51272288
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:卢安贤
学科分类:
依托单位:中南大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李秀英,罗志伟,李雪,龙卧云,刘学峰,陈兴军,瞿高,雷雅珺,罗辉林
关键词:
氧氮玻璃轻质透明装甲抗冲击性弹能耗散能力制备技术
结项摘要

In the changing world, the threats from riots, burglary, terror and war process have escalated and become more versatile.As a result, the transparent armors with rapidly deployable, light weight, low cost and high performance are being designed and developed competitively by many advanced countries. For providing high level protection,relatively big armour thickness is needed, which subsequently results in high armour weight. At the same time, the light transmission will decreases with increasing thickness of transparent material.Obviously,the main limiting factors for the armours are weight and thickness. .The lightweight of transparent armor mainly depends on the hard panel materials with high impact resistance.This problem of high thickness and weight of transparent armours is presently solved by developing new transparent ceramics with high hardness such as aluminium oxynitride (AlON), spinel (MgAl2O4) and sapphire (Al2O3 single crystal).However, available production technologies of these materials do not meet the criteria for requested properties(dimensions,transparency etc.) and their purchase is very expensive or even unfeasible (AlON).. Based on the application background of new transparent armor, the design techniques, preparation technology and the correlation between composition, process, structure and performance for the oxynitride glass with high ballistic energy dissipation ability(BEDA) will be investigated in order to alternative those ceramics such as sapphire and polycrystalline AlON which have high price and are difficult to prepare. The fabrication process and performance system will be established to provide the reference for the application or follow-up study of the oxynitride glass. This study has important practical value in promoting the progress of preparation science and technology for oxynitride glass and the development of new transparent armor, accelerating their practical application and meeting the demand of the national security, national defense construction and social development for high-performance transparent armor materials. Meanwhile, it is expected to obtain the correlation between composition, process, structure and performance according to the investigation results, which will provide the guidance to realize controllable preparation, performance optimization and tailoring of oxynitride glass. The theoretical value is obvious.

可快速部署、重量轻、成本低、性能优异的新型透明装甲是当前世界先进国家竞相开发研究的热门课题,重量和厚度是制约其发展和应用的关键问题。透明装甲的轻量化主要依赖于具有高抗冲击性能的硬质面板材料。本项目以新型透明装甲为应用背景,以替代价格高昂且难于制备的蓝宝石和多晶AlON陶瓷为目标,研究高弹能耗散能力氧氮玻璃的组成设计技术、制备工艺技术及组成-工艺-结构-性能之间的相关性,建立高弹能耗散能力氧氮玻璃的制备工艺和性能指标体系,为材料应用或后续研究提供参考依据。这项研究对于促进氧氮玻璃制备科学技术的进步和新型透明装甲的发展,加速其实用化进程,满足国家安全、国防建设、社会发展对高性能透明装甲材料的需求,具有重要的实用价值;同时,通过系统、全面的研究,可望获得轻型透明装甲用氧氮玻璃中组成-工艺-结构-性能间的变化规律,为实现氧氮玻璃的可控制备、性能优化与"剪裁"提供指导依据,具有重要的理论价值。

项目摘要

研究了高弹能耗散能力氧氮玻璃的组成设计技术、制备工艺技术及组成-结构-性能间的演变规律,获得了高弹能耗散能力氧氮玻璃的可控制备技术与性能调控技术。通过组成与工艺优化,实现了高弹能耗散能力氧氮玻璃的可控制备与性能可调,制得弹能耗散能力优于蓝宝石且与AlON、尖晶石可比的氧氮玻璃,其弹性模量145.6-152.8 GPa,密度2.83-3.13 g/cm3,显微硬度9.70-10.47 GPa,断裂韧性1.16-1.21 MPa•m1/2,相对弹能耗散能力2.29-2.56。相对弹能耗散能力是浮法玻璃的2倍以上,明显高于蓝宝石,接近于AlON陶瓷,可以替代现用蓝宝石和AlON陶瓷等材料,应用于轻型透明装甲材料、紫外探测、透红外窗口等领域。增加了高弹能耗散能力材料新品种。发表学术论文15篇,其中,国际权威杂志论文10篇,国内杂志论文5篇。申请新材料发明专利4项,其中3项已获授权。出版著作1部。国际会议报告1次。培养青年教师2人、博士后1人、研究生14 人。近年来,包括美国、英国、德国、日本、西班牙、捷克斯洛伐克、中国香港、中国上海在内的不少国际材料会议组织以“Share your scientific excellence”、“because of your eminence in the field”、“discuss and share your views”、“tell us about your research”、“opportunity to host frontier research topics”为由,来函邀请申请人以“Honorable speaker、invited speaker”等身份出席会议。相关研究工作已引起国内外的高度关注,并得到国际同行的肯定。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
2

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
3

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.06.004
发表时间:2020
4

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

DOI:
发表时间:2016
5

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018

卢安贤的其他基金

批准号:51672310
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:50424218
批准年份:2004
资助金额:4.00
项目类别:专项基金项目
批准号:59672008
批准年份:1996
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:50672134
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:51172286
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

高储能密度微晶玻璃制备及其组成、结构和性能的关联研究

批准号:51162002
批准年份:2011
负责人:陈国华
学科分类:E0201
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
2

高性能氧氮玻璃薄膜制备

批准号:59572006
批准年份:1995
负责人:江仲华
学科分类:E0201
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
3

玻璃组成与结构对铌酸钾钠玻璃陶瓷界面极化和储能性能的影响

批准号:51872175
批准年份:2018
负责人:蒲永平
学科分类:E0206
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
4

基于氮唑金属配合物的新型高氮含能材料的制备和性能研究

批准号:21103188
批准年份:2011
负责人:吴阿清
学科分类:B0305
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目