Introduction du carbure de bore céramique pare-balles
Au cours des quarante ou cinquante dernières années, avec le développement de la science et la technologie, des exigences plus élevées ont été mises en avant pour les matériaux dans le domaines techniques de l'énergie atomique, des fusées, des turbines à gaz, etc. Il y a un besoin urgent de matériaux plus résistants aux températures élevées que alliages résistants à la chaleur et à la corrosion chimique que les céramiques ordinaires. Parce que Certaines céramiques peuvent répondre à ces exigences, elles se sont développées rapidement. Ces céramiques nouvellement développées, qui diffèrent grandement de la céramique traditionnelle en en termes de matières premières, de processus ou de performances, sont appelées céramiques spéciales. Les céramiques spéciales ont un grand potentiel en raison de leurs nombreuses propriétés uniques. Par ailleurs, les principales matières premières nécessaires à la fabrication de céramiques spéciales sont abondantes sur la terre, bon marché et facilement disponible. Au cours des 20 dernières années, de grands industriels Les pays ont attaché une grande importance au développement et à la recherche de céramiques spéciales, formant une «fièvre céramique» mondiale, et ont fabriqué un grand progrès. C'est pourquoi les céramiques spéciales sont appelées « universelles ». céramiques" et sont l'un des nouveaux matériaux les plus prometteurs du 21e siècle.
Le carbure de bore est une céramique spéciale importante avec de nombreux excellents propriétés. Le carbure de bore a été découvert pour la première fois en 1858, puis le B3C et le B6C ont été préparés et identifiés par Joly d'Angleterre en 1883 et Moissan de France en 1894. Les composés de formule moléculaire stoechiométrique B4C n'étaient pas reconnu jusqu'en 1934. Par la suite, les érudits russes ont proposé de nombreux formules moléculaires pour les composés du carbone et du bore, mais ces formules moléculaires n'ont pas été confirmés. En fait, à partir du diagramme de phase B-C, on peut voir que les composés de carbone et de bore ont une très large région homogène de B4.0C à B10.5C, et les substances de cette région homogène sont communément appelées carbure de bore. Depuis les années 1950, de nombreuses recherches ont été menées sur le bore carbure, en particulier sa structure et ses propriétés, et de nombreux résultats de recherche ont été atteints, favorisant le développement rapide du carbure de bore technologie de préparation et d’application. Grâce aux excellentes performances de carbure de bore inégalé par d'autres matériaux, les gens ont continuellement augmenté la profondeur et l'intensité de la recherche sur les céramiques de carbure de bore. Dans en plus de l'émergence continue de nouvelles méthodes de synthèse poudre de carbure de bore de haute pureté et ultra-fine, les gens sont plus engagés à mener une technologie avancée et pratique de processus de moulage et de frittage recherche, de sorte que les produits en carbure de bore puissent être appliqués dans certaines hautes technologies champs et une production plus industrialisée.
La dureté du carbure de bore est juste derrière le diamant et le cube nitrure de bore dans la nature et sa dureté à haute température presque constante (>30 GPa) est sans précédent dans d'autres matériaux, ce qui en fait un élément important de la famille des matériaux super-durs. Dans le carbure de bore, le bore et le carbone sont principalement liés par des liaisons covalentes (>90%), caractérisés par un point de fusion élevé (2450 ℃), dureté élevée, module élevé, faible densité (2,52 g/cm3), bonne usure Résistance, forte résistance aux acides et aux alcalins, et bons neutrons et oxygène capacités d'absorption et faible coefficient de dilatation (5,0 × 10-6 · K-1), Performance thermoélectrique (140 s/m, température ambiante), il est donc largement utilisé dans matériaux réfractaires, céramiques techniques, industrie nucléaire, aérospatiale et d'autres domaines. Cependant, en raison de sa faible ténacité à la rupture, son taux de frittage élevé Température, mauvaise résistance à l'oxydation et mauvaise stabilité du métal, carbure de bore a limité son application ultérieure dans l’industrie. Par conséquent, les chercheurs à la maison et à l'étranger ont mené de nombreuses recherches sur l'amélioration des performances des céramiques de carbure de bore, et a proposé le concept de carbure de bore multiphasé céramique. Par exemple, plusieurs plans importants de développement de nouveaux matériaux (tels que comme le plan HILTI et le plan COST) formulés par la Commission européenne pour La science et la technologie dans les années 1980 comprenaient l'exploration et la recherche de systèmes de matériaux super durs (à base de carbure de bore). La littérature récente indique qu'en raison des limites du carbure de bore lui-même, il est difficile de améliorer considérablement ses propriétés mécaniques grâce à l’optimisation des processus. Cependant, avec le développement de la technologie de préparation de poudres ultrafines et le développement d'adjuvants de frittage efficaces, frittage conventionnel du bore le carbure est devenu possible et les matériaux en carbure de bore ont été largement utilisés dans les domaines civil, aéronautique et militaire.
Actuellement, les céramiques structurelles utilisées pour les céramiques pare-balles sont principalement comprennent l'oxyde d'aluminium, le carbure de silicium et le carbure de bore. Parmi eux, le bore Le carbure est le matériau de blindage offrant les meilleures performances pare-balles et est actuellement utilisé comme matériau de blindage d'avion et de protection à usage spécial structures. Bien que l'oxyde d'aluminium ait la protection complète la plus faible coefficient, il a été largement utilisé dans les véhicules blindés et blindés en raison de son coût le plus bas. Les céramiques pare-balles en carbure de silicium se situent entre les deux en termes du coefficient de protection et du coût. Par conséquent, la recherche sur la réduction du le coût des matériaux céramiques pare-balles en carbure de bore a une forte nécessité et de larges perspectives d’application.
