轻质层状硼化物复合陶瓷结构设计及双尺度理论研究

项目名称： 轻质层状硼化物复合陶瓷结构设计及双尺度理论研究

项目编号： No.51372046

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 乔英杰

作者单位： 哈尔滨工程大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 兵器、航空及船舶工业的发展对新型装甲防护材料提出了迫切的需求。硼化物陶瓷以其轻质、高强和耐高温等特性，成为最佳的装甲候选材料。为解决硼化物陶瓷的脆性问题并使之实用化，本项目拟用一些具有不同物理化学特性的硼化物分别作为软、硬质层构筑轻质层状复合陶瓷，通过改变软硬质层的层厚比、化学组成和叠层方式，以及采用点阵注入等方法调控和设计复合陶瓷的微观结构；采用热压和无压烧结工艺制备出结构不同的硼化物复合陶瓷材料，并对其力学性能展开系统的测试；建立相关的物理模型和计算方法，并通过理论计算研究研究层状复合材料的界面结合能、电子结构及热膨胀系数，阐明复合材料的界面行为；研究层状陶瓷复合材料在特定方向上的断裂功及成键结构的变化，揭示复合材料脆性的本源，并提出韧化方案；理论计算和实验表征相结合，揭示硼化物层状陶瓷复合材料的微观结构和宏观力学性能的内在联系，为复合材料的性能优化及新型装甲材料的研发奠定重要的基础。

中文关键词： 层状硼化物复合陶瓷；结构设计；密度泛函理论；电子结构；韧化机理

英文摘要： Urgent demand has been raised to new armor protection materials with the development in weapon, space technology and shipbuilding industry. Boride ceramics are considered as the best choice of armor materials for their lightweight, high strength and resis

英文关键词： Laminated borid composite ceramics；Stuctural design；Density functional theory；Electronic structures；Toughness-enhanced mechanism