《常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料》编制说明

《常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料》

编制说明

1工作简况

1.1任务来源

根据宁夏材料研究学会宁材学字[2023]25号关于《液相烧结碳化硅陶瓷》等7项团体标准立项的通

知，由北方民族大学、宁夏大学、宁夏北伏科技有限公司、宁夏机械研究院有限责任公司、宁夏墨工科

技有限公司负责起草《常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料》团体标准，按照项目计划安排，本标

准应在2023年完成。

1.2主要参加单位和工作成员及其所做的工作

1.2.1本文件起草单位：北方民族大学。

1.2.2主要参编单位简介：

北方民族大学直属国家民族事务委员会，是一所综合性普通高等院校。学校坐落在“塞上江南”—

—宁夏回族自治区首府银川市，是我国唯一一所建立在民族八省区的中央部委高校。学校为国务院学位

办批准的学士、硕士、博士学位授予权单位。学校坚持“科研追求原创，科研促进教学，科研服务地方，

科研提升学校”理念，面向国家重大需求和地方经济社会发展开展科学研究，把论文写在大地上、把成

果用在实践中。在工业废弃物循环再利用等方面形成了一定的特色和优势。有1个国家地方联合工程研

究中心、1个示范型国家国际科技合作基地；8个省部级重点实验室、4个省部级人文社科研究基地；1

个省级技术创新中心、1个省级工程技术中心、1个省级工业设计中心；2个国家级“全国化工及机械

基础科普基地”“电子科学与物理示范中心科普基地”。北方民族大学作为标准主编单位，能够在标准

的编制过程中，负责标准项目的总体实施和策划，积极主动收集国内外相关资料、进行整理汇总，带领

编制组成员单位认真修改标准文本，积极开展现场取样及试验验证工作，并征求标准文本的修改意见，

最终完成标准的编制工作。

1.2.3主要工作成员所负责的工作情况

本文件主要起草人：陆有军，李海波，李茂辉，王斌，王晨皎，孙文周，马波，沈宏芳，张笑，侯

俊峰，徐照芸，李东，吴澜尔，陈宇红，段春雷，安晓君。

主要工作成员及其所负责的工作见表1。

表1工作成员及所做工作

起草人所做工作

陆有军，李海波，李茂辉，

负责方案制定、组织协调、主持标准条款编写、标准技术内容的审核、把关等；

王斌

王晨皎，孙文周，马波，

协助方案制定、组织协调、标准技术内容的审核、把关等；

沈宏芳

张笑，侯俊峰，徐照芸，

参与调研、技术参数确定，协助标准技术内容的制定和审核等；

李东

吴澜尔，陈宇红，段春雷，

指导标准编写，并对标准材料提出修改意见。

安晓君

1.3主要工作过程

北方民族大学在接到标准制订任务后，成立了《常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料》标准编

制组，召开了标准项目编制启动会议，对标准编写工作进行了部署和分工，主要工作过程经历了以下几

个阶段。

1.3.1起草阶段

（1）2023年4月，成立了《常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料》编制组，确定了各成员的

工作分工与具体工作安排。

（2）2022年5-8月，编制组收集汇总了用于常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料的相关资料，

并召开了标准起草工作会议。会议讨论了相关的技术要求、试验方法、检验方法及标志、包装、运输、

贮存及随行文件等内容，形成了《常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料》讨论稿。

1.3.2征求意见阶段

2023年10月，就《常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料》团体标准的标准文本和编制说明，

征求了西安航空学院、宁夏大学、宁夏北瓷新材料科技有限公司、北方民族大学等单位专家们的意见，

共征集到27条意见，经标准编制组沟通交流，对意见消化吸收，并根据专家的建议进一步完善标准文

本，于2023年11月形成了《常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料》送审稿。

2标准化文件编制原则

2.1符合性：本文件严格按照GB/T1.1-2020《标准化工导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》

的规定起草。

2.2合理性：反映当前国内各生产企业的技术水平，宜于应用，经济上合理，兼顾现有资源的合理配置。

并以实际相结合为原则，提高标准的可操作性，充分考虑国家法律、安全、卫生、环保法规的要求。

2.3先进性：本文件涉及的内容，技术水平不低于当前国内先进水平。

3标准主要内容及确定依据

本文件是首次制定，是在充分调研了生产的实际水平后完成的。

3.1标准主要内容

3.1.1范围

本文件规定了用于常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料的技术要求、试验方法、检验规则和方

法、交货与验收、包装、标志、运输与储存等内容。

3.1.2技术来源

碳化硅（SiC）陶瓷是一种结构陶瓷，具有高硬度、高强度、抗氧化性能强、抗辐照性能好、中子

吸收截面小、耐磨性好、热稳定性佳、热膨胀系数小和耐化学腐蚀性好等优异的性能，是一种理想的高

温结构材料和高速切削工具材料。宁夏是碳化硅材料的重要基地，规模约占全国市场的三分之一，宁夏

碳化硅存在产量大但产值低、份额高但分量轻等结构性问题，近几年宁夏大力实施新材料产业的扶持政

策，碳化硅在换热管、工业窑炉等方面取得了较好的发展。

石墨烯是由排列在六边形状的晶格中单原子层厚的碳原子组成，具有大的比表面积、剪切强度、柔

性、热导率、电导率和杨氏模量，因此作为增强相，石墨烯比其他碳材料表现出更优良的性能。将碳化

硅和石墨烯材料有效复合，能够有望提升SiC材料的断裂性能、韧性性能等力学性能和赋予其导热、导

电等功能，拓宽SiC材料在极端服役环境条件下的应用场景。

将石墨烯与碳化硅结合，采用常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料，标准起草单位开展了大量

的实验和工业化实验，取得了良好的实验结果。针对石墨烯增韧碳化硅陶瓷材料，国内还未见相关国家

标准、地区标准，因此建立常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料的团体标准，对于确保产品的质量、

安全性和性能具有关键性的必要性和意义，该标准的建立不仅有益于制造企业和专业领域，还有益于社

会、国际合作和材料科学的不断前进。

3.2制定依据

3.2.1碳化硅微粉理化指标

结合用户要求，北方民族大学对碳化硅微粉理化指标进行分级区分。根据行业发展水平，最终确定

了表2中的具体要求。

表2碳化硅微粉理化指标

项目指标

Fe，Al，%≤0.05

Ca，Mg，%≤0.03

Ti，%≤0.02

Na，%≤0.01

F.C，%≤1

F.SiO2，%≤1

水分，%≤1

SiC含量，%≥97

3.2.2石墨烯复合碳化硅造粒粉性能指标

结合用户要求，北方民族大学对石墨烯复合碳化硅造粒粉进行限定。根据行业发展水平，最终确定

了表3中的性指数具体要求。

表3碳化硅微粉活性指数要求

项目指标

粒径范围，μm10μm～200μm，D50≥50μm

颗粒Wadell球形度≥0.9

松装密度，g/cm3≥0.8

流动性，s/30g≤20

3.2.3碳化硅陶瓷防弹材料性能指标

结合用户要求，北方民族大学对碳化硅陶瓷防弹材料性能指标进行限定。根据行业发展水平，最终

确定了表4中的性指数具体要求。

表4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

三点弯曲强度，MPa≥450

断裂韧性，MPa·m1/2≥4.5

3.2.4其他内容

为了便于标准的可操作性，本文件规定了产品的检验规则，包括检验项目、取样规定以及检验结果

的判定。

本文件规定了产品的包装、运输和贮存等内容。

4标准中涉及专利的情况

本文件不涉及专利问题。

5预期达到的社会效益等情况

本文件充分考虑了我国碳化硅陶瓷防弹材料现有制备企业的技术水平。根据实际需求进行了大量相

关实验，最终形成了本文件，本文件代表了我国在常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料的最高水平。

本文件颁布执行后，客观反映了目前用于常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料生产现状，有利于产

品质量提升，并填补了我国常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料团体标准的空白，有利于市场公平

交易环境的形成，具有较大的社会效益。

6采用国际标准和国外先进标准的情况

6.1采用国际标准和国外先进标准的程度

经查，国外无相同类型的国际标准。

6.2国际、国外同类标准水平的对比分析

经查，国外无相同类型的国际标准。

6.3与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况

无。

6.4标准水平分析

本文件的建立提升了产品质量要求，有利于生产单位产品质量的提高，标准总体达到了国内先进水

平。

7与现行法律、法规、强制性国家标准及相关标准协调配套情况

本文件与有关的现行法律、法规和强制性国家标准没有冲突。

本文件与现行标准及制定中的标准无重复交叉情况。

8重大分歧意见的处理经过和依据

编制组严格按既定编制原则进行编写，本文件起草过程中未发生重大的分歧意见。

9标准作为强制性或推荐性标准的建议

建议该标准为推荐性团体标准，供相关组织参考采用。

10贯彻标准的要求和措施建议

本文件制定过程中，以生产实际为依据，规范了常压烧结石墨烯增韧碳化硅陶瓷防弹材料性能相关

指标，