有刀枪不入的陶瓷吗-【新闻】

有“刀枪不入”的陶瓷吗

脆性是陶瓷的最大弱点，它大大限制了陶瓷的应用范围。但是，这并非是陶瓷材料的“不治之症”，经过各国科学家和工程师多年的艰苦研究，终天大大地改善了陶瓷的脆性，研制出纤维补强陶瓷复合材料。

这种材料不象传统陶瓷“性格脆弱”，一打就破，陶瓷复合材料比一般陶瓷“刚强”多了，摔不烂，打不碎，甚至能够“刀枪不入”。请看这样一个镜头：在硝烟弥漫，炮声轰鸣的战场上，几辆现代化坦克奋力猛进，一发发炮弹在装甲上爆炸，然而，坦克却安全无恙，继续前进。难道这些坦克有什么魔法？原来，这种坦克有新型的复合装甲。复合装甲就象馅饼一样，分为三层。外层是八十毫米厚的钢板，最里层是二十毫米厚的钢板，两层钢板之间夹着复合材料陶瓷层，这种复合装甲能把炮弹大部分能量吸收掉，降低其穿透能力，复合装甲的抗弹能力普通装甲提高三倍，可见这种现代陶瓷复合材料的巨大威力了。

现代陶瓷复合材料的这种“打不碎”的性能，目前已开始显露出它的锋芒。这一类材料的发展，在很大程度上要受到可使用纤维品种的影响。在六十年代初期开始从事这类材料研究工作的时候，可供使用的纤维品种只是金属丝，而且适合于使用的只有钼丝和钨丝。当时用钼丝或钨丝来补强氧化铝、氧化锆等氧化物陶瓷以及某些硅酸盐陶瓷。所获得的复合材料，有些增加了强度，有些提高了抗机械冲击的性能，有些则在抗热震性方面有显著的改进，有些则不然，没有补强?quot;补弱“，也就是说强度反而下降。这说明纤维与陶瓷既然组成的是一个复合系统，两者就有一个相互匹配的问题。首先，陶瓷要做成可用的制品，都必须经过一千几百摄氏度的高温烧成，选用的纤维就必须能耐受这样的高温及其环境，而且在这个温度下不能发生什么化学反应，不然的话，纤维不是大大地被损害了它本身的性能，就是有被“吃掉”的危险。其原理是，用一种强度和弹性模量比较高的纤维（也就是既要强度高，又要在比较高的应力下才能使它变形）均匀地分布于陶瓷体之中，这样就可以做到使外加的负荷的大部分传递到纤维上，而减轻陶瓷本身的负担。因此，加有纤维的陶瓷受到外力后，比较不容易从裂纹源产生裂纹。且纤维具有极高的强度，将可使陶瓷材料的强度有大幅度的增强。更重要的一点是，纤维在陶瓷基体中将可使材料的脆性变得很小。当然，它的抗热震性能也将同时有极大的提高。只要纤维选用得当，就有可能使这种复合材料既可保持陶瓷所固有的特性，又可弥补人们对陶瓷最为担心的弱点，即脆性。

这种材料使用的耐高温纤维，除了金属丝外，近十余年来新发展了一些非金属纤维，其中最有成效的是碳纤维。它经过石墨化处理后却成为石墨纤维，它比碳纤维具有更高的弹性模量，这正是制造复合材料希望具备的性能。

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