De afgelopen jaren zijn de dynamische responskarakteristieken van geavanceerde keramische materialen, met de uitgebreide toepassing ervan in sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart, de nationale defensie en de militaire industrie, toegenomen.aluminiumoxide keramiekBelastingen onder hoge reksnelheid zijn een hotspot voor onderzoek geworden. Om de correlatie tussen mechanisch gedrag en reksnelheid te ontrafelen, hebben wetenschappelijke onderzoeksteams in binnen- en buitenland systematisch onderzoek uitgevoerd met behulp van innovatieve experimentele methoden, en hebben de gerelateerde testtechnologieën en toepassingsresultaten veel aandacht gekregen.
Op het gebied van dynamische testtechnologie is de Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) een belangrijk instrument geworden, dat complexe belastingsomstandigheden kan simuleren, variërend van quasi-statisch tot hoge reksnelheden. Door ultrasnelle fotografie te combineren met Digital Image Correlation (DIC)-analyse, hebben onderzoekers de evolutie van het interne rekveld van materialen in realtime vastgelegd en de patronen van het scheurvoortplantingspad en de snelheidsverandering met de reksnelheid waargenomen. Zo bleek de equivalente sterkte vanaluminiumoxide keramiekneemt aanzienlijk af naarmate de schuifhoek toeneemt en er is een positieve correlatie tussen de scheurvoortplantingssnelheid en de reksnelheid, wat het invloedsmechanisme van de lokalisatie van schuifspanning op het falen van het materiaal onthult.
Daarnaast is de experimentele schokcompressietechnologie ook toegepast op het onderzoek naar omgevingen met extreem hoge vervormingssnelheden. Door het ontwerp van planaire schokgolven en het testen met het VISAR (Velocity Interferometer System for Any Reflector) hebben wetenschappers de dynamische faalkarakteristieken vanaluminiumoxide keramiekonder eendimensionale rekcondities, wat een experimentele basis biedt voor het begrijpen van de Hugoniot-elastische limiet en de voortplanting van breukgolven bij hoge drukschokken.
Het is vermeldenswaard dat de rekgevoeligheid significante verschillen vertoont onder verschillende belastingsmodi. Studies hebben aangetoond dat de druksterkte van aluminiumoxidekeramiek sterker afhankelijk is van de reksnelheid dan de treksterkte. Dit verschil hangt nauw samen met de overgang van de scheurvoortplantingsmodus (transgranulaire breuk en intergranulaire breuk). Onder quasi-statische belasting is intergranulaire breuk de belangrijkste modus, terwijl dynamische belasting vaker transgranulaire breuk veroorzaakt. Deze responskarakteristiek van de microstructuur vormt een belangrijke referentie voor materiaalontwerp.
In de toekomst zal het onderzoek naar het effect van aluminiumoxidekeramiek op de reksnelheid de toepassingsinnovatie op het gebied van bijvoorbeeld bescherming tegen stoten en apparatuur met hoge energie verder stimuleren, dankzij de verregaande integratie van multischaalkarakteriseringstechnologieën en computermodellen.
