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兵器材料科学与工程2026年第02期:蓝宝石和镁铝尖晶石透明陶瓷动态力学与抗弹性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王思嘉;牟晓明;于楷鸿;于永波;高闯;刘博文;赵鹏;雷牧云;刘发付;

单位:中国兵器科学研究院宁波分院;内蒙金属材料研究所;北京中材人工晶体研究院有限公司;

摘要:单晶氧化铝(蓝宝石)和多晶镁铝尖晶石(MgAl_2O_4)是兼具优异透光性能和抗冲击破坏性能的透明防护材料,在军事国防领域具有良好的应用前景。本研究通过动态压缩及子弹侵彻试验,对单晶蓝宝石和多晶镁铝尖晶石的动态力学性能和抗弹性能进行研究,并对2种性能的内在关联展开深入探讨。结果表明:多晶结构的镁铝尖晶石在遭受冲击破坏时,倾向于产生数量众多且尺寸微小的碎片,该过程伴随着较大的能量耗散,导致其动态压缩强度处于较低水平。但在子弹侵彻场景下,镁铝尖晶石产生大量碎片可增强侵彻阶段对弹体的磨蚀,最终表现出更加优异的抗弹性能。即材料的微观结构对其断裂模式具有决定性作用,并在动态力学性能与抗弹性能之间扮演关键的桥梁角色,这将为后续通过微观结构调控优化蓝宝石和镁铝尖晶石动态力学与抗弹性能提供理论参考和实践依据。

关键词:蓝宝石;;镁铝尖晶石;;透明装甲;;动态力学性能;;抗弹性能

基金资助:国家重点研发计划(2022YFB3705900);; 山东省泰山学者项目