一种筛选兼具轻量化和高抗冲击性能的石墨-金刚石复合材料结构的方法技术

技术编号:46539893 阅读:2 留言:0更新日期:2025-09-30 19:06
本发明专利技术涉及分子动力学冲击方法技术领域,特别是涉及一种筛选兼具轻量化和高抗冲击性能的石墨‑金刚石复合材料结构的方法。包括:建立靶板模型和子弹模型;对靶板模型进行能量最小化处理,采用退火法弛豫;将子弹模型设为刚体,令子弹冲击靶板模型中心,记录初始冲击速度和剩余速度,得出靶板弹道极限速度,计算子弹与靶板的面密度之比Γ0;在保持子弹模型长径比不变的前提下,调整子弹模型的尺寸,重复上述步骤,记录不同子弹模型尺寸的初始冲击速度和剩余速度,得出相近Γ0时靶板的弹道极限速度;计算靶板模型的比穿透能,筛选出兼具轻量化和高抗冲击性能的石墨‑金刚石复合材料结构。本发明专利技术提供的方法可为防弹材料的选用与设计提供指导。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分子动力学冲击方法,特别是涉及一种筛选兼具轻量化和高抗冲击性能的石墨-金刚石复合材料结构的方法


技术介绍

1、材料的宏观性能取决于微观结构,从原子层面研究纳米防护材料的力学表现和吸能属性,有助于加速新型防护材料的研发。

2、碳元素可以形成丰富的同素异形体,它们的力学性质优异,具有广阔的应用前景。其中,石墨和金刚石是典型的代表。sp2杂化石墨是室温下最稳定的碳形式,具有优异的韧性和半金属性质;单层石墨,即石墨烯,它每平方米质量仅为0.77mg。相比之下,sp3杂化金刚石密度为3.52g/cm3,硬度极高但韧性较差,广泛应用于超精密加工等领域。因此,由二者组合的石墨-金刚石复合材料的密度有望小于目前常用的防弹插板材料sic(密度约为3.2g/cm3),成为一种兼具超高硬度、韧性和相对轻量化的新型高吸能防护材料,为防弹插板的硬质层提供材料解决方案。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种筛选兼具轻量化和高抗冲击性能的石墨-金刚石复合材料结构的方法,以解决现有技术无法快速得到同时兼具本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种筛选兼具轻量化和高抗冲击性能的石墨-金刚石复合材料结构的方法,其特征在于,包含下列步骤:

2.根据权利要求1所述的筛选兼具轻量化和高抗冲击性能的石墨-金刚石复合材料结构的方法,其特征在于,步骤S1中,建立靶板模型的具体操作包括:

3.根据权利要求1或2所述的筛选兼具轻量化和高抗冲击性能的石墨-金刚石复合材料结构的方法,其特征在于,步骤S1中,建立子弹模型的具体操作包括:

4.根据权利要求1所述的筛选兼具轻量化和高抗冲击性能的石墨-金刚石复合材料结构的方法,其特征在于,步骤S2中,能量最小化处理后,体系的能量差Δe<1×e-15eV。

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【技术特征摘要】

1.一种筛选兼具轻量化和高抗冲击性能的石墨-金刚石复合材料结构的方法,其特征在于,包含下列步骤:

2.根据权利要求1所述的筛选兼具轻量化和高抗冲击性能的石墨-金刚石复合材料结构的方法,其特征在于,步骤s1中,建立靶板模型的具体操作包括:

3.根据权利要求1或2所述的筛选兼具轻量化和高抗冲击性能的石墨-金刚石复合材料结构的方法,其特征在于,步骤s1中,建立子弹模型的具体操作包括:

4.根据权利要求1所述的筛选兼具轻量化和高抗冲击性能的石墨-金刚石复合材料结构的方法,其特征在于,步骤s2中,能量最小化处理后,体系的能量差δe<1×e-15ev。

5.根据权利要求1所述的筛选兼具轻量化和高抗冲击性能的石墨-金刚石复合材料结构的方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨波陶子伟胡宁
申请(专利权)人:河北工业大学
类型:发明
国别省市:

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