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金属封装陶瓷复合装甲充分发挥了陶瓷和金属的抗弹优势。目前的陶瓷/金属复合装甲的制备技术各有优缺点和局限性,因此限制了其大规模应用。针对复合材料致密度不高、性能差、工艺复杂等缺点,在降低成本和保证复合材料致密度的情况下,本文采用以304不锈钢和Al2O3陶瓷为母材,用烧结铝合金的方法,进行铝合金封接陶瓷技术,以提高铝合金与陶瓷结合性能,得到最佳的工艺方法。 采用烧结Al-Zn-Mg-Cu合金对304不锈钢和Al2O3陶瓷进行了封接陶瓷的试验,在烧结温度570℃、保温时间1h条件下获得最佳铝合金组织,此时钢/铝侧剪切强度可达24MPa、陶瓷/铝合金侧剪切强度可达6.4MPa。粉末冶金后Al-Zn-Mg-Cu合金中XRD分析合金中含有α-Al和MgZn2两种相。粉末在烧结成型过程中MgZn2析出较少,Mg不仅可以帮助去除氧化膜,还可以和Zn一起形成MgZn2强化相。对钢/铝合金结合界面进行了EDS分析,Fe、Al元素均发生白扩散,形成了不同的铁铝金属间化合物的扩散层。陶瓷/铝合金结合界上,Mg是降熔点的元素,在一定温度下,Mg在结合界面上与Al2O3发生如下的反应:3Mg+4Al2O3→3MgAl2O4+2Al。烧结过程中Mg吸附聚集在铝合金与Al2O3陶瓷的连接界面处,降低了Al/Al2O3的界面张力,并通过界面化学反应在界面处形成,并生成MgAl2O4的稳定化合物,这是增强界面结合的根本原因。 采用化学镀的方法,在Al2O3陶瓷表面镀一层镍时,发现镀镍能显著改善陶瓷与铝合金界面的结合情况,使得连接界面更加致密,提高了陶瓷与铝合金结合强度。在Al-Zn-Mg-Cu合金粉末加入不同体积分数的纳米Al2O3颗粒粉末后,发现加入体积分数为10vol%时,发现三者结合界面组织更加均匀,Al2O3颗粒均匀分散在铝合金基体中,Al2O3颗粒的加入能够有效的缓解接头的热应力,提高陶瓷与铝合金烧结连接的结合强度。