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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
结题报告
批准号:
51272288
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
卢安贤
依托单位:
学科分类:
E0201.人工晶体与玻璃材料
结题年份:
2016
批准年份:
2012
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
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中文摘要
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。
英文摘要
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.
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。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2013
期刊:中国有色金属学报
影响因子:--
作者:罗志伟;卢安贤;瞿高;罗辉林
通讯作者:罗辉林
DOI:--
发表时间:2013
期刊:中南大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:刘学锋;王克强;胡晓林;卢安贤
通讯作者:卢安贤
DOI:--
发表时间:2013
期刊:中国有色金属学报
影响因子:--
作者:瞿高;刘学峰;陈兴军;卢安贤;
通讯作者:
Effects of nitrogen on phase formation, microstructure and mechanical properties of Y-Ca-Si-Al-O-N oxynitride glass-ceramics
氮对Y-Ca-Si-Al-O-N氮微晶玻璃相形成、显微结构和力学性能的影响
DOI:10.1016/j.jnoncrysol.2013.03.005
发表时间:2013-05
期刊:Journal of Non-Crystalline Solids
影响因子:3.5
作者:Luo, Zhiwei;Lu, Anxian;Hu, Xiaolin;Liu, Weizhen
通讯作者:Liu, Weizhen
Sintering behavior, microstructure and mechanical properties of various fluorine-containing Y-SiAlON glass-ceramics
各种含氟Y-SiAlON微晶玻璃的烧结行为、显微结构和力学性能
DOI:10.1016/j.jnoncrysol.2014.01.035
发表时间:2014-03-15
期刊:JOURNAL OF NON-CRYSTALLINE SOLIDS
影响因子:3.5
作者:Luo, Zhiwei;Liu, Weizhen;Han, Gaorong
通讯作者:Han, Gaorong
MAS体系高结晶度透明微晶玻璃的可控制备、析晶机理及其性能依从性
  • 批准号:
    51672310
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    卢安贤
  • 依托单位:
高结晶度透明微晶玻璃的制备技术与发光性能研究
  • 批准号:
    51172286
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    卢安贤
  • 依托单位:
用常规冷却速度制备大块金属玻璃新技术的探索
  • 批准号:
    50672134
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    29.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    卢安贤
  • 依托单位:
玻璃形成规律及新型功能玻璃材料
  • 批准号:
    50424218
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    4.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    卢安贤
  • 依托单位:
重金属氧化物玻璃的形成规律及结构的研究
  • 批准号:
    59672008
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    1996
  • 负责人:
    卢安贤
  • 依托单位:
国内基金
海外基金