陶瓷装甲材料由陶瓷面板和背板材料组成,陶瓷面板承受装甲材料的绝大多数伤害;换言之,陶瓷材料性能优良、抗压强度高、抗压性能数据离散性小的陶瓷材料将会很大程度的提升整个装甲材料的性能,进而提高装甲车辆的安全性。氧化铝陶瓷具有高强度、高硬度等特点,是陶瓷装甲中实际应用最多的陶瓷。其抗压性能和稳定性是影响防弹性能的关键性能指标。论文结合在实习工作时工厂实际开发研究项目,通过研究不同成型方式、成型压力和烧结温度对装甲陶瓷的抗压性能和稳定性的影响,探索得到抗压性能好且抗压性能可靠的装甲陶瓷制备工艺参数。实验采用99%氧化铝造粒粉为原料,Φ20 mm×20 mm圆柱试样作为抗压强度试样,其中一部分试样采用干压法成型,成型压力分别为100MPa、120MPa、140MPa、160MPa;另一部分试样采用干压结合等静压成型,干压60MPa+等静压160MPa;烧结温度采用1500℃、1550℃、1600℃、1650℃;将最终高温烧制好的陶瓷试样进行线收缩率、体积密度、显气孔率、抗压强度等系列性能参数测定;使用SEM观察断面的微观结构与形貌,运用线拦截法测定晶粒尺寸的大小,使用weibull分布分析装甲陶瓷抗压强度的可靠性。获得如下研究结果:(1)两种成型方式下,烧结温度对氧化铝陶瓷抗压性能有明显的影响,随着烧结温度升高,材料抗压强度先增大后减小,1600℃之前,随温度升高,结构更加密实,抗压强度逐步增大;随着烧结温度升高,威布尔模数先增大后减小,温度升高,材料内部结构更加均匀致密,当烧结温度为1600℃时,各试样的威布尔模数达到峰值7.675,稳定性最佳。超过1600℃后造成过烧,尽管结构更为密实,但是晶粒尺寸大幅度变大使强度、稳定性下降。(2)干压成型方式下,成型压力对氧化铝陶瓷的抗压强度有较大的影响,同一温度下,随着成型压力增大,抗压强度先增高后降低,成型压力为120MPa的试样所得性能最佳,抗压强度最高在1600℃时达到最大1076.19;成型压力超过120MPa时,成型过程中的结构缺陷硬化,后期的烧结过程无法消除,导致试样抗压强度反而有所下降。在试样的制备过程中不可避免的引入气孔、裂纹等缺陷,因为缺陷引入的无法控制,导致相同温度下,威布尔模数与成型压力没有直接的线性关系,但在成型压力120MPa,烧结温度1600℃时,威布尔模数最大7.675,此时稳定性最好。(3)等静压成型方式下,本实验使用干压成型压力为60MPa的试样进行160MPa的等静压二次加压,随着温度升高,抗压强度值先增大后减小,在温度1600℃时抗压性最高9993.22;威布尔模数同样呈现先增大后减小的趋势,在1550℃时,威布尔模数最高7.666,此时稳定性达到最好。(4)对比两种成型方式下各组试样的各项性能,抗压强度及稳定性,以及考虑到实际生产中的效率及成本等因素。本文推荐在实际生产装甲车辆陶瓷面板的最佳工艺参数是:采用干压成型,升温速率2℃/min,成型压力为120MPa,烧结温度为1600℃,保温时长2h。