Negli ultimi anni, con l'ampia applicazione di materiali ceramici avanzati in settori quali l'industria aerospaziale, la difesa nazionale e l'industria militare, le caratteristiche di risposta dinamica diceramiche di alluminaLe proprietà meccaniche sottoposte a carichi ad alta velocità di deformazione sono diventate un tema di ricerca di grande attualità. Per svelare la correlazione tra il comportamento meccanico e la velocità di deformazione, team di ricerca scientifica nazionali e internazionali hanno condotto ricerche sistematiche attraverso metodi sperimentali innovativi, e le relative tecnologie di prova e i risultati applicativi hanno ricevuto grande attenzione.
In termini di tecnologia di test dinamici, la Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) è diventata uno strumento chiave, in grado di simulare condizioni di carico complesse che vanno da quasi statiche a elevate velocità di deformazione. Combinando la fotografia ad altissima velocità con l'analisi di correlazione digitale delle immagini (DIC), i ricercatori hanno ottenuto l'acquisizione in tempo reale dell'evoluzione del campo di deformazione interna dei materiali e hanno osservato i modelli del percorso di propagazione delle cricche e la variazione della velocità con la velocità di deformazione. Ad esempio, sotto il carico combinato di compressione e taglio, la resistenza equivalente diceramiche di alluminadiminuisce significativamente all'aumentare dell'angolo di taglio e c'è una correlazione positiva tra la velocità di propagazione della crepa e la velocità di deformazione, rivelando il meccanismo di influenza della localizzazione della deformazione di taglio sulla rottura del materiale.
Inoltre, la tecnologia sperimentale di compressione d'urto è stata applicata anche alla ricerca in ambienti ad altissima velocità di deformazione. Attraverso la progettazione di onde d'urto planari e i test con il VISAR (Velocity Interferometer System for Any Reflector), gli scienziati hanno analizzato le caratteristiche di rottura dinamica diceramiche di alluminain condizioni di deformazione unidimensionale, fornendo una base sperimentale per comprendere il suo limite elastico di Hugoniot e la propagazione delle onde di rottura sotto shock ad alta pressione.
Vale la pena notare che la sensibilità alla velocità di deformazione mostra differenze significative in base alle diverse modalità di carico. Studi hanno dimostrato che la resistenza a compressione delle ceramiche di allumina dipende maggiormente dalla velocità di deformazione rispetto alla resistenza a trazione. Questa differenza è strettamente correlata alla transizione della modalità di propagazione della cricca (frattura transgranulare e frattura intergranulare). Sotto carico quasi statico, la frattura intergranulare è la modalità principale, mentre il carico dinamico ha maggiori probabilità di causare frattura transgranulare. Questa caratteristica di risposta della microstruttura fornisce un importante riferimento per la progettazione del materiale.
In futuro, con la profonda integrazione di tecnologie di caratterizzazione multiscala e modelli computazionali, la ricerca sull'effetto della velocità di deformazione della ceramica di allumina stimolerà ulteriormente l'innovazione applicativa in settori quali la protezione antiurto e le apparecchiature ad alta energia.
