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文档简介

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团体标准

T/XXXXXXX—XXXX

常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料

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(征求意见稿)

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XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

宁夏材料研究学会  发布

T/XXXXXXX—XXXX

常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料

1范围

本文件规定了常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料的术语和定义、技术要求,描述了对应的试

验方法、检验规则、标识、包装、贮存、运输。

本文件适用于常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料的生产。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,

仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本

文件。

GB/T2828.1-2012计数抽样检验程序

GB/T4740-1999陶瓷材料抗压强度试验方法

GB/T6569-2006精细陶瓷弯曲强度试验方法

GB/T7254-2018高纯碳化硅微量元素的测定

GB/T16534-1996工程陶瓷维氏硬度试验方法

GB/T16535-2008精细陶瓷线热膨胀系数试验方法顶杆法

GB/T23806-2009精细陶瓷断裂韧性试验方法单边预裂纹梁(SEPB)法

GB/T25995-2010精细陶瓷密度和显气孔率试验方法

GA/T950-2019防弹材料及产品V50试验方法

JC/T2138-2012精细陶瓷耐酸碱腐蚀性能试验方法

JC/T2345-2015精细陶瓷常温耐磨性试验方法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1常压烧结Pressurelesssintering

在无外界压力条件下,将具有一定形状的坯体放在一定温度和气氛条件下经过物理化学过程变成致

密、体积稳定、具有一定性能的固结致密块体的过程。在热能作用下,坯体由粉末聚集体变成晶粒结合

体,多孔体变成致密体。

3.2常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料PressurelesssinteringgraphenetoughenedSiC

bulletresistantceramicsmaterial

以亚微米碳化硅粉料为基体,硼、碳为烧结助剂,石墨烯为增韧剂,采用喷雾造粒和干压成型方法,

通过真空常压烧结工艺制备的具有密度≥3.10g/cm3、三点弯曲强度≥450MPa、维氏硬度≥22GPa、

断裂韧性≥4.5MPa·m1/2的SiC陶瓷材料。

4技术要求

4.1原料要求

1

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4.1.1纯度≥99%的亚微米(D50≤0.5μm)碳化硅绿硅(或黑硅)粉体。

4.1.2石墨烯片径≤20μm,片层厚度≤3nm,振实密度≤0.04g/cm3的粉体。

4.1.3满足碳化硅微粉的理化指标达到表1的要求。

表1碳化硅微粉理化指标

项目指标(质量分数,%)

Fe,Al≤0.05

Ca,Mg≤0.03

Ti≤0.02

Na≤0.01

F.C≤1.00

F.SiO2≤1.00

水分≤1.00

SiC≥97.00

4.2混料

4.2.1亚微米碳化硅绿硅(或黑硅)粉体添加硼、碳、分散剂、润滑剂等烧结助剂和石墨烯增韧剂,

经混料机充分混合均匀,制备混合浆料。

4.2.2满足添加石墨烯复合的碳化硅喷雾造粒产品的质量要求。

4.3造粒

4.3.1混合浆料经喷雾干燥设备造粒后,获得D50≥50μm,具有一定颗粒级配的球形颗粒群。

4.3.2造粒过程中尽量避免、减少金属杂质的掺入,Fe、Al含量均小于0.05%。

4.3.3造粒粉性能满足表2的要求。

表2添加石墨烯复合碳化硅造粒粉性能指标

项目指标

粒径范围,μm10μm~200μm,D50≥50

颗粒Wadell球形度≥0.9

松装密度,g/cm3≥0.8

流动性,s/30g≤20

4.4成型

4.4.1添加石墨烯复合的碳化硅造粒粉经干压成型机、冷等静压成型机压制成型,获得陶瓷防弹材料

素坯体。

4.4.2成型过程中应避免压力过大(应根据防弹材料的具体尺寸而定,压力范围为100MPa~350MPa),

造成素坯体内部形成微裂纹,不利于烧结。

4.5烧结

4.5.1石墨烯复合的碳化硅陶瓷素坯体经高温常压烧结炉(最高使用温度2300℃)在>2100℃的高温

下进行烧结。

4.5.2保温时间60min~180min,保温结束后自然降温。

4.5.3烧结后产品性能指标达到表1的要求。

4.6性能指标

常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料应满足表3的要求。

表3常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料性能指标

项目指标

密度,g/cm3≥3.10

维氏硬度,GPa≥22

2

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表3常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料性能指标(续)

三点弯曲强度,MPa≥450

断裂韧性,MPa·m1/2≥4.5

5试验方法

5.1密度和显气孔率测定按GB/T25995-2010进行。

5.2抗弯强度测定按GB/T6569-2006进行。

5.3硬度测定按GB/T16534-1996进行。

5.4断裂韧性测定按GB/T23806-2009进行。

5.5打靶试验GA/T950-2019进行。

6检验规则

6.1组批

以相同工艺条件同一炉次生产的一定数量(数量随产品大小和批量不同而异)的产品为一批,最小

批量应不少于10件。

6.2取样

产品检验项目抽样检验。抽样规则按GB/T2828.1-2012。

6.3检验

6.3.1出厂检验

产品出厂检验包括外观质量、形状与尺寸公差、物理性能等等。每批出厂产品应经检验合格后并签

发合格证明后方可出厂。

6.3.2型式检验

型式检验项目为本标准规定的全部要求,正常生产时,每年至少检测一次。有下列情况之一者,应

进行型式检验:

——产品定型投产时;

——更换设备或停产3个月以上再恢复生产时;

——生产工艺有较大改变,可能影响产品质量时;

——出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时;

——国家有关主管部门提出进行型式检验要求时。

6.4判定

检验项目结果全部符合6.3的要求,判为合格品。若有一项或一项以上指标不符合6.3的要求时,可

以在同批产品中加倍抽样进行复检。复检结果合格,则判为合格品,如复检结果中仍有一项或一项以上

指标不符合本部分的要求,则判该批次为不合格品。

7标识、包装、装卸、贮存和运输

7.1标识

在产品背面明显位置应打印产品标记、序号等,有特殊要求的宜由供需双方商定。

7.2包装

常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料产品通常采用纸箱加木箱包装或按供需双方协议规定要

求执行。包装箱外应有易碎品警示标志。

3

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7.3贮存

产品贮存在通风良好的场所,不得与有毒、有害、有异味、易挥发、易腐蚀的物品同处贮存。

7.4装卸

装卸及搬运产品时,应轻装轻放,不可抛掷。

7.5运输

运输时应固定并使用对产品有保护作用的材料进行垫护、格挡。

本标准版权归宁夏材料研究学会所有。除了用于国家法律或事先得到

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