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碳化硅技术详解 - 13 玻璃粘合 SiC 陶瓷金属复合材料的批量生产和商业竞争力

日期:2024-02-22 浏览:421


4.7 玻璃粘合 SiC 陶瓷金属复合材料的批量生产和商业竞争力

文献中报道了许多非凡的材料,但它们在商业上并不切实可行。其中一些纯基于计算模型,一些已进入实验室原型阶段。一些很好的例子是碳纳米管防弹织物、蜘蛛丝防弹织物和一些先进的功能梯度材料。

GBSC-CMC 是一种非凡的材料,目前在装甲领域独树一帜,但也非常具有商业可行性。虽然它的开发涉及大量科学和计算模拟,但同时也是一种非常具有商业可行性的材料。GBSC-CMC 必须在市场上与直接烧结和热压 SiC 和 B4C 陶瓷竞争,它们的成本是氧化铝陶瓷的 3-4 倍,但是对于大规模生产的 GBSC-CMC 来说,生产成本仍然不会有太大的下降空间。

归根结底,像 GBSC-CMC 这样具有装甲陶瓷潜力的新型材料,仅凭其独特的性能并不能在市场上竞争。它需要兼具高性能和高成本效益的生产工艺,才能最大限度地打入大众车辆装甲工业市场。

考虑到这一点,某些厂商投入了大量精力开发 GBSC-CMC 自动化生产工艺。迄今为止,该工艺已处于试点阶段,迄今为止,该工艺已在试验工厂阶段进行,可以生产出与 RSSC成本相当的碳化硅 GBSC-CMC 陶瓷,也就是说,在制造成本上更接近氧化铝而非直接烧结碳化硅,并远远低于热压 B4C。

关于陶瓷成型工艺,2006 年第一代 GBSC-CMC 概念专利讨论了水冷钢模或砂模熔铸、无压烧结和热压。无压烧结和熔铸是简单的低成本工艺,易于自动化。热压是一个缓慢的劳动密集型过程,不易自动化,也不易按成本效益放大以实现高产量。虽然熔铸、无压烧结和热压可以在实验室规模上生产 32 vol.%的玻璃 GBSC-CMC 材料,但第三代 GBSC-CMC 商业化涉及:

  • • 16% 体积比高度工程化的玻璃。

  • • 批量生产必须具有成本效益,以便 GBSC-CMC 能够与 SiC 和 B4C 装甲陶瓷在商业上竞争。

这其中比较关键的一点是成型方法。一些公司开发了用于批量陶瓷生产的成型方法,用于生产第三代GBSC-CMC,极大降低成本。


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