1.防護材料
普通陶瓷在用作防護材料時,由于其韌性差,受到彈丸撞擊后容易在撞擊區(qū)出現(xiàn)顯微破壞、垮晶、界面破壞、裂紋擴展等一系列破壞過程,從而降低了陶瓷材料的抗彈性能。而納米陶瓷由于其耐沖擊的性能可有效提高主戰(zhàn)坦克復(fù)合裝甲的抗彈能力,增強速射武器陶瓷襯管的抗燒蝕性和抗沖擊性。由防彈陶瓷外層和碳納米管復(fù)合材料作襯底,可制成堅硬如鋼的防彈背心。在高射武器方面采用納米陶瓷,可提高其抗燒結(jié)沖擊能力并延長使用壽命。目前國外復(fù)合裝甲已經(jīng)采用高性能的防彈材料,在未來的戰(zhàn)爭中若能把納米陶瓷用于車輛裝甲防護,則會使裝甲層具有更好的抗彈、抗爆震、抗擊穿能力。
2.高溫材料
納米陶瓷具有高耐熱性、高溫抗氧化性、低密度、高斷裂韌性、抗腐蝕性和耐磨性,這些特性可提高航空發(fā)動機的渦輪前溫度,從而提高發(fā)動機的推重比和降低燃料消耗,因此納米材料有望成為艦艇、軍用渦輪發(fā)動機高溫部件的理想材料,以提高發(fā)動機的效率、可靠性與工作壽命。
3.吸收材料
SINCO陶瓷粉是用有機硅聚合物(PSN)為前驅(qū)體,經(jīng)高溫裂解得到黑色疏松體,再經(jīng)球磨得到的黑色粉末。由于SINCO粉由SiC、Si3N4等具有吸波性的物質(zhì)組成,而且具有良好的陶瓷特性,故受到研究人員的廣泛重視。周東等對SINCO粉末的吸波性能做了初步測試,實驗結(jié)果表明SINCO 粉在38.0-39.5GHz高頻帶表現(xiàn)出較好吸波性,衰減大于10dB.國外高溫吸波材料的研制主要集中在陶瓷基復(fù)合材料,除較早報道的SiC、Si3N4等的復(fù)合體,日本研制的SiC/Si3N4/C/BN耐高溫陶瓷吸波材料外,能作為高溫吸波材料的還有SiCwf/GeO2、ZrO2·Al2O3·2SiO2/mullite等。
納米SiC不僅吸波性好,且耐高溫、相對密度小、韌性好、強度高、電阻率大、能削弱紅外信號,它與碳粉、納米金屬粉等結(jié)合吸波性能更佳。研究者們在SiC中添加N、O等元素增強其半導(dǎo)體性能,其吸波性能也很好。Nihara研究表明含有微米-納米級SiC顆粒的復(fù)合陶瓷材料的性能明顯優(yōu)于常規(guī)單相SiC材料,陶瓷的常溫和高溫性能都得到改善,穩(wěn)定性得以提高,其也是最有發(fā)展前途的陶瓷系統(tǒng)之一。碳化硅吸收劑雖然是隱身材料中最有希望的耐高溫吸波材料,但常規(guī)制備的碳化硅的吸收效率不是很高,并不能作為雷達波吸收劑,必須對其做進一步的處理,處理的目的是控制碳化硅的電導(dǎo)率,使其具有吸波性能?刹扇煞N辦法提高SiC的純度,并對其進行有控制的摻雜。日本利用純度極高的原料,制得幾乎不含任何雜質(zhì)的SiC粉體,該SiC粉具有很寬的吸收頻帶和很高的吸波性能,但缺點是難以獲得純度極高的原料,成本高。西北工業(yè)大學(xué)的焦桓等采用CVD法制備了SiC(N)納米粉體,利用阻抗匹配原理進行優(yōu)化設(shè)計,分別設(shè)計出雙層吸波材料,用不同氮含量的SiC(N)納米粉體設(shè)計吸波材料反射率曲線。在8-18GHz頻率范圍內(nèi),反射率均大于-2dB,甚至出現(xiàn)峰值反射率為-22.6dB。氮原子摩爾分?jǐn)?shù)為8.34%的粉體設(shè)計的涂層在8-18GHz的頻率范圍內(nèi)反射率均大于-5dB,即氮含量較低的粉體所設(shè)計的吸波材料對電磁波具有比較好的吸波效果。
普通陶瓷在用作防護材料時,由于其韌性差,受到彈丸撞擊后容易在撞擊區(qū)出現(xiàn)顯微破壞、垮晶、界面破壞、裂紋擴展等一系列破壞過程,從而降低了陶瓷材料的抗彈性能。而納米陶瓷由于其耐沖擊的性能可有效提高主戰(zhàn)坦克復(fù)合裝甲的抗彈能力,增強速射武器陶瓷襯管的抗燒蝕性和抗沖擊性。由防彈陶瓷外層和碳納米管復(fù)合材料作襯底,可制成堅硬如鋼的防彈背心。在高射武器方面采用納米陶瓷,可提高其抗燒結(jié)沖擊能力并延長使用壽命。目前國外復(fù)合裝甲已經(jīng)采用高性能的防彈材料,在未來的戰(zhàn)爭中若能把納米陶瓷用于車輛裝甲防護,則會使裝甲層具有更好的抗彈、抗爆震、抗擊穿能力。
2.高溫材料
納米陶瓷具有高耐熱性、高溫抗氧化性、低密度、高斷裂韌性、抗腐蝕性和耐磨性,這些特性可提高航空發(fā)動機的渦輪前溫度,從而提高發(fā)動機的推重比和降低燃料消耗,因此納米材料有望成為艦艇、軍用渦輪發(fā)動機高溫部件的理想材料,以提高發(fā)動機的效率、可靠性與工作壽命。
3.吸收材料
SINCO陶瓷粉是用有機硅聚合物(PSN)為前驅(qū)體,經(jīng)高溫裂解得到黑色疏松體,再經(jīng)球磨得到的黑色粉末。由于SINCO粉由SiC、Si3N4等具有吸波性的物質(zhì)組成,而且具有良好的陶瓷特性,故受到研究人員的廣泛重視。周東等對SINCO粉末的吸波性能做了初步測試,實驗結(jié)果表明SINCO 粉在38.0-39.5GHz高頻帶表現(xiàn)出較好吸波性,衰減大于10dB.國外高溫吸波材料的研制主要集中在陶瓷基復(fù)合材料,除較早報道的SiC、Si3N4等的復(fù)合體,日本研制的SiC/Si3N4/C/BN耐高溫陶瓷吸波材料外,能作為高溫吸波材料的還有SiCwf/GeO2、ZrO2·Al2O3·2SiO2/mullite等。
納米SiC不僅吸波性好,且耐高溫、相對密度小、韌性好、強度高、電阻率大、能削弱紅外信號,它與碳粉、納米金屬粉等結(jié)合吸波性能更佳。研究者們在SiC中添加N、O等元素增強其半導(dǎo)體性能,其吸波性能也很好。Nihara研究表明含有微米-納米級SiC顆粒的復(fù)合陶瓷材料的性能明顯優(yōu)于常規(guī)單相SiC材料,陶瓷的常溫和高溫性能都得到改善,穩(wěn)定性得以提高,其也是最有發(fā)展前途的陶瓷系統(tǒng)之一。碳化硅吸收劑雖然是隱身材料中最有希望的耐高溫吸波材料,但常規(guī)制備的碳化硅的吸收效率不是很高,并不能作為雷達波吸收劑,必須對其做進一步的處理,處理的目的是控制碳化硅的電導(dǎo)率,使其具有吸波性能?刹扇煞N辦法提高SiC的純度,并對其進行有控制的摻雜。日本利用純度極高的原料,制得幾乎不含任何雜質(zhì)的SiC粉體,該SiC粉具有很寬的吸收頻帶和很高的吸波性能,但缺點是難以獲得純度極高的原料,成本高。西北工業(yè)大學(xué)的焦桓等采用CVD法制備了SiC(N)納米粉體,利用阻抗匹配原理進行優(yōu)化設(shè)計,分別設(shè)計出雙層吸波材料,用不同氮含量的SiC(N)納米粉體設(shè)計吸波材料反射率曲線。在8-18GHz頻率范圍內(nèi),反射率均大于-2dB,甚至出現(xiàn)峰值反射率為-22.6dB。氮原子摩爾分?jǐn)?shù)為8.34%的粉體設(shè)計的涂層在8-18GHz的頻率范圍內(nèi)反射率均大于-5dB,即氮含量較低的粉體所設(shè)計的吸波材料對電磁波具有比較好的吸波效果。