摘要 - 陶瓷装甲材料旨在保护人和车辆免受弹道损伤。当前,重点是开发具有难以实现的特性的陶瓷,例如高弹道性能和低重量。在过去的三十年中,陶瓷材料的发展导致其性质和结构均匀性的不断改善。但是,这些特性与陶瓷的弹道性能之间的关系尚不清楚。本文回顾了对陶瓷装甲故障阶段的当前理解以及评估弹道性能的方法。在氧化铝和碳化硅和碳化物碳化硅之间进行了比较。尽管陶瓷材料的开发积极地有助于提高其性质,但它们与弹道性能的关系仍然是一个谜。这项研究试图进一步了解陶瓷装甲的故障阶段以及如何评估其性能。对三种主要陶瓷材料进行了比较:氧化铝,碳化硅和碳化物,以更好地了解它们在弹道保护中的特性和潜在应用。
通过烧结机械合金化的 Fe 和 Si 粉末与 Mn、Co、Al、P 作为 p 型和 n 型掺杂剂,制备了添加了 B 4 C 纳米粒子的 β-FeSi 2 。随后将固结样品在 1123 K 下退火 36 ks。退火后烧结物的 XRD 分析证实了从 α 和 ε 几乎完全转变为热电 β-FeSi 2 相。样品表面的 SEM 观察结果与衍射曲线相符。TEM 观察结果显示 B 4 C 纳米粒子均匀分布在材料中,没有可见的聚集体,并确定了晶粒尺寸参数 d 2 < 500 nm。所有掺杂剂都有助于降低热导率和塞贝克系数,其中 Co 对提高与参考 FeSi 2 相关的电导率的影响最大。结合添加 Co 作为掺杂剂和 B 4 C 纳米粒子作为声子散射体,Fe 0.97 Co 0.03 Si 2 化合物的无量纲性能系数 ZT 在 773 K 时达到 7.6 × 10 –2。将所检测的烧结物与之前制造的相同化学计量但不添加 B 4 C 纳米粒子的烧结物的热电性能进行比较,发现它们总体上具有负面影响。关键词:二硅化铁、纳米粒子、热电材料
通过烧结机械合金化的 Fe 和 Si 粉末与 Mn、Co、Al、P 作为 p 型和 n 型掺杂剂,制备了添加了 B 4 C 纳米粒子的 β-FeSi 2 。随后将固结样品在 1123 K 下退火 36 ks。退火后烧结物的 XRD 分析证实了从 α 和 ε 几乎完全转变为热电 β-FeSi 2 相。样品表面的 SEM 观察结果与衍射曲线相符。TEM 观察结果显示 B 4 C 纳米粒子均匀分布在材料中,没有可见的聚集体,并确定了晶粒尺寸参数 d 2 < 500 nm。所有掺杂剂都有助于降低热导率和塞贝克系数,其中 Co 对提高与参考 FeSi 2 相关的电导率的影响最大。结合添加 Co 作为掺杂剂和 B 4 C 纳米粒子作为声子散射体,Fe 0.97 Co 0.03 Si 2 化合物的无量纲性能系数 ZT 在 773 K 时达到 7.6 × 10 –2。将所检测的烧结物与之前制造的相同化学计量但不添加 B 4 C 纳米粒子的烧结物的热电性能进行比较,发现它们总体上具有负面影响。关键词:二硅化铁、纳米粒子、热电材料
报告了基于两个带有多层反射涂层的平面镜的X射线单色器的“ SKIF”同步器的项目。单色仪的概念是基于真空中缺乏精确的机械系统和进料的概念,从而大大降低了镜面污染并提高了扫描精度。此外,该设备的整体结构以这种方式大大简化了,这又导致制造总成本和人工大幅降低。在光子能量扫描过程中,镜子上辐射的放牧角在0之内有所不同。5 - 1。3◦。镜子的长度为120 mm,所假定的输入梁的大小为1×1 mm 2。通过使用3个带有不同化学成分的涂层的涂层,即MO/B4C,W/B4C和CR/BE,可以实现宽的工作能量范围8-36 KEV。本文介绍了X射线光学方案,单色器的预期反射系数和光谱选择性,热诱导的表面变形的计算结果以及第一镜的相应斜率误差。
铝基质复合材料(AMC)对其出色的机械性能引起了极大的关注,尤其是在苛刻的航空航天和汽车行业中。本研究的重点是用碳化钾(B4C)和切碎的E玻璃纤维增强的铝7075的机械表征。主要目的是增强材料的强度和韧性,同时减轻其固有的脆性。增强过程涉及使用搅拌铸造方法将陶瓷颗粒和切碎的玻璃纤维整合到铝7075基质中。此方法确保了均匀的增强剂分散,从而导致复合结构。实验设置包括改变B4C和E玻璃纤维的重量百分比,以评估其对复合材料机械性能的影响。在ASTM标准标准下,评估了复合材料的密度,孔隙率,硬度和拉伸强度。结果表明,添加碳化氢硼和e-玻璃纤维可显着改善复合材料的硬度和拉伸强度,同时降低孔隙率。对磨损表面的扫描电子显微镜(SEM)分析提供了对磨损机制的见解以及增强作用在增强摩擦学性能方面的有效性。
DOE:能源部、DOD:国防部、NREL:国家可再生能源实验室、NETL:国家能源技术实验室、ORNL:橡树岭国家实验室、AFRL:空军研究实验室、AFTC:空军测试中心、HAFB:霍洛曼空军基地、MHPCC:毛伊高性能计算中心、UTEP:德克萨斯大学埃尔帕索分校、GFDL:地球物理流体动力学实验室、MHD:磁流体动力学、HPC:高性能计算研究资助的研究活动● UTEP(PI Kumar、Bronson、Sharma、Tandon、Tosh)、UNM(Lead、PI Vorobieff)、NMSU、NMT、PVTAMU V 和 Sandia(PI Tezaur)。,“里奥格兰德百亿亿次级模拟高级研究联盟 (Grande CARES)”,DOE NNSA MSIPP,2022-27,500 万美元(UTEP 125 万美元) ● V. Kumar (PI),“6 马赫钝拱顶的边界层转变测量”,AFOSR,2022-24,65 万美元 ● V. Kumar (PI),扩大国家高级建模与仿真基金会,DOE/ASCR,2022-23,4.4 万美元 ● A. Bronson (PI)、V. Kumar (Co-PI)、O. Cedillos (Co-PI),“HF 合金熔体反应润湿形成 B4C 填料床陶瓷复合材料”,AFOSR,2021-2024,45 万美元 ● V. Kumar ( PI )、R. Edmonds (合作者 - 霍洛曼空军基地),“HHSTT 雪橇水制动现象的 CFD 建模”,AFOSR, 2019 年 6 月 - 2022 年 12 月,360,000 美元(AFOSR 270,000 美元)● V. Kumar(PI)、V. Tandon、B. Calvo,“探索适合 14-21 岁残疾学生的 STEM”,德克萨斯劳动力委员会 (TWC),2022 年,60,000 美元● V. Kumar(PI)、V. Tandon、B. Calvo,“探索适合 14-21 岁残疾学生的 STEM”,德克萨斯劳动力委员会 (TWC),2021 年,65,000 美元● V. Kumar(PI)、N. Agarwal(共同 PI),“探索适合 14-21 岁残疾学生的 STEM”,德克萨斯劳动力委员会 (TWC),2020 年,64,000 美元● V. Kumar(PI)、N. Agarwal(共同 PI),“探索适合 14-21 岁残疾学生的 STEM”,德克萨斯劳动力委员会(TWC),2019 年,32,000 美元 ● V. Kumar (PI)、N. Agarwal (Co-PI),“探索针对 14-21 岁残疾学生的 STEM”,德克萨斯劳动力委员会 (TWC),2018 年,26,000 美元 ● C. Ramana (PI)、V. Kumar (CO-PI)、A. Bronson (CO-PI)、D. Hodges (CO-PI),“收购原子层沉积系统以实现用于极端环境应用的先进高电气强度材料”,AFOSR,2019-20 年,590,000 美元 ● V. Kumar ( PI )、R.Gudimetla (合作者 –AFRL),“遥感和成像物理学:开发深湍流对长路径激光传播影响的新指标”,AFOSR,2017 年 5 月 – 2020 年 5 月,150,000 美元 ● A. Bronson (PI)、V. Kumar (Co-PI),“Hf-Ti-Me 合金熔体与 B4C 的计算实验反应润湿”,AFOSR,2017 年 8 月 15 日 – 2020 年 8 月 14 日,668,710 美元(AFOSR 45 万美元)● V. Kumar (PI)、W. Spotz(合作者 – Sandia),“流化床实验的高保真计算模型”,NETL - 能源部-化石能源,2015 年 9 月 1 日 – 2018 年 8 月 31 日,400,000 美元● V. Tandon (PI)、V. Kumar (Co-PI)、N. Soheil (Co-PI)、C. Ferregut (Co-PI)、W. Stern - GFDL (合作者),● V. Kumar (Co-PI),“了解气候变化对德克萨斯州交通系统的影响和成本”,TxDOT,2015 年 9 月 - 2017 年 8 月,25 万美元 ● V. Tandon (PI)、V. Kumar (Co-PI),“了解气候变化对公路水力设计程序的影响”,SPTC 研究、教育和推广支持,2015 年 11 月 1 日至 2017 年 10 月 31 日,9 万美元 ● V. Kumar (PI),“Sunshot 粒子接收器项目:近黑体、封闭式粒子接收器与流化床热交换器集成”,分包(NREL、DOE),2014 年 12 月 - 2015 年 3 月,27,808 美元
电场和磁场为无机材料的合成、加工和微观结构调整提供了额外的自由度。[1] 与传统烧结技术相比,电流辅助烧结 (ECAS) 技术因显着增强和加速了烧结动力学而具有极好的前景,在先进材料的加工中非常有前景。[2 – 7] 从 100 多年前的第一项专利开始,如今专利和文献中描述了 50 多种不同 ECAS 技术原理。[3] 通常,可通过以下方式实现高加热速率和低停留时间的短期烧结:1) 在导电工具中间接加热非导电粉末,通过焦耳效应加热并将热量传导给粉末; 2) 通过感应或热辐射间接加热非导电粉末,直至达到起始温度,此时电流开始流过样品,因此可以直接加热;3) 通过焦耳效应直接将能量耗散在样品内,直接加热导电粉末;4) 通过样品突然释放存储在电容器中的能量,超快速直接加热导电粉末。粉末和工具材料的电导率主要决定样品是直接加热还是间接加热。金属、合金和特殊陶瓷材料,如 TiC、TiN、Ti(C,N)、MAX 相(M = 过渡金属,A = A 组元素,X = C 或 N)、WC、TiB2 和 ZrB2,作为超高温陶瓷 (UHTC),可以在场辅助烧结技术/放电等离子烧结 (FAST/SPS) 模式下直接加热,因为它们的电导率比通常用作工具材料的石墨的电导率高几个数量级。反之亦然,大多数氧化物(Al2O3、ZrO2、YSZ、MgO、CeO2、掺杂钆的二氧化铈 [GDC] 等)和其他陶瓷,如 BN、Si3N4、SiC 和 B4C,由于其低电导率,则间接加热。通过施加单轴压力可以进一步提高 ECAS 技术的效率,这还可以支持烧结动力学,从而能够降低烧结温度
