冯晓伟, 李俊承, 常敬臻, 王洪波, 胡文军

(中国工程物理研究院 总体工程研究所， 四川 绵阳 621900)

氧化铝陶瓷受冲击压缩破坏的细观机理研究

冯晓伟, 李俊承, 常敬臻, 王洪波, 胡文军

(中国工程物理研究院 总体工程研究所， 四川 绵阳 621900)

利用激光速度干涉仪VISAR测试了平板冲击压缩下不同厚度氧化铝陶瓷样品的自由面速度历程。根据自由面速度历程上表征“破坏波”现象的二次压缩信号计算获得了破坏波的传播轨迹，指出陶瓷中破坏波的形成传播机制主要由细观力学行为控制。进一步基于氧化铝陶瓷的细观扫描图像，构建了含晶相、玻璃相等细观特征的力学模型。数值模拟了冲击压缩下陶瓷材料的细观破坏过程，从细观层次分析了破坏波的形成传播机理。结果表明，陶瓷中破坏阵面的形成主要依赖于原生微缺陷在冲击载荷下的快速形核扩展过程，其传播特性满足扩散过程。

固体力学； 冲击压缩； 氧化铝陶瓷； 细观破坏； 破坏波

0 引言

与延性材料相比，脆性陶瓷材料具有压缩强度高、密度低等特点，已成为一种常用的轻质装甲防护材料，在国防建设、航空航天、能源技术、信息技术等领域有着广泛应用和重大需求。陶瓷作为典型的脆性材料，对变形高度敏感，其破坏特征通常呈崩溃式的形式，静态或准静态下的破坏与高应变率下的破坏也显著不同。在静态或准静态加载条件下，材料的破坏表现为微裂纹的演化和扩展形成宏观裂纹。……