высокая удельная жесткость, высокая удельная прочность и химическая инертность в сложных средах керамических материалов, а также низкая плотность, высокая твердость и высокая прочность на сжатие металлических материалов делают его очень перспективным при применении броневой системы и широко используются используется в защитной броне пуленепробиваемой одежды, транспортных средств и самолетов и другой техники

пуленепробиваемый принцип керамического материала

металлический материал может поглощать энергию боеголовки за счет пластической деформации, в то время как керамический материал как хрупкий материал, его пластическая деформация составляет почти 0. поэтому, под воздействием большой боеголовки, керамические материалы в основном поглощают энергию посредством процесса микроразрушения, который может условно разделить на начальную стадию удара, стадию эрозии и стадию деформации и разрушения. Керамическая поверхность брони может пассивировать боеголовку, а поверхность измельчается на мелкие и твердые частицы. когда тупой снаряд продолжает углубляться, броня из керамики образует слой осколков, а растягивающее напряжение внутри материала вызывает разрушение керамики, а оставшаяся энергия поглощается задней пластиной. Способность керамики поглощать энергию связана с твердостью и модулем упругости керамики. Как правило, баллистические показатели качества используются для комплексного измерения упругого сопротивления керамики:

(в уравнении e - модуль упругости, h - твердость, rho - плотность.)

можно сделать вывод, что чем больше модуль упругости и твердость керамики, тем меньше плотность и тем больше способность керамики поглощать кинетическую энергию, а именно, лучше пуленепробиваемые характеристики.

Близнецы из бронежилета

короче говоря, высокая твердость керамических материалов позволяет им пассивировать или даже ломать боеголовки и поглощать энергию высокоскоростных боеголовок в процессе собственного разрушения. Тем временем керамические материалы имеют менее половины плотности стали, что делает их идеальными для мобильной брони и личной защиты.

Карбид кремния а также карбид бора Керамика уже давно используется в области пуленепробиваемой брони. Керамика из карбида бора была впервые использована в 1960-х годах для создания пуленепробиваемых жилетов, которые были установлены на сидениях пилотов самолетов. после этого пуленепробиваемая керамическая композитная броня состоит из керамической панели и задней панели из композитного материала.

Карбид бора является сильным соединением ковалентной связи, ковалентная связь составляет до 93,9%, поэтому он обладает характеристиками низкой плотности, высокой прочности, высокой температурной стабильности и хорошей химической стабильности. это также легче и дешевле сделать, чем алмаз или кубический нитрид бора. Как и карбид бора, карбид кремния имеет прочную ковалентную связь и высокопрочную связь при высокой температуре, что придает керамике из карбида кремния превосходную прочность, твердость и износостойкость.

как пуленепробиваемый материал, он должен подготовить вышеуказанные материалы в порошок и сжечь их в блок, чтобы стать керамическим блоком с пуленепробиваемой способностью, а затем дополнительно интегрировать с другими ингредиентами в готовый продукт, который можно оборудовать.

модуль упругости, модуль упругости глиноземной керамики около 350 гПа и модуль упругости карбида кремния и карбида бора у материалов около 400 гПа, с использованием реакционно-спеченной керамики из карбида кремния Шанхайским институтом упругости с модулем упругости между 360-380 гПа, британцами и американцами Страны используют ту же самую реакцию, что модуль упругости карбида кремния может достигать более 430 гПа. Можно видеть, что три основных армированных керамических материала имеют характеристики высокого модуля упругости.

с точки зрения твердости, карбид бора & gt; карбид кремния & gt; alumina.it стоит упомянуть, что материалы из карбида вольфрама, как ключ к производству материалов из цементированного карбида, по сравнению с карбидом кремния, твердость карбида кремния в 2 раза больше карбида вольфрама, 1/5 плотности карбида вольфрама и прочность при 1400 Keep чтобы не упасть.

с точки зрения износостойкости, карбид бора & gt; карбид кремния & gt; глинозема. Согласно данным, полученным Институтом порошковой металлургии центрального южного университета, стойкость к истиранию глиноземной керамики в 266 раз выше, чем у марганцевой стали, и в 171,5 раза выше, чем у чугуна с высоким содержанием хрома. износостойкость намного выше, чем у износостойкой стали и нержавеющей стали.

По другим характеристикам карбид бора с высокой температурной термостойкостью является уникальным, по сравнению с глиноземом, его коэффициент теплового расширения составляет 1/2 от него, при 500 ℃ теплопроводность настолько высока почти на один порядок, и почти в 20 раз для тепловой ударопрочность. однако его низкая вязкость разрушения, низкая прочность на растяжение, склонность к хрупкому разрушению, должны быть изготовлены из керамических панелей и из композитного материала, склеивающих заднюю стенку из керамической композитной мишени, чтобы преодолеть разрушение керамики из-за растягивающего напряжения. изготовлены путем соединения керамической панели, расположенной небольшими частями, с задней пластиной из композитного материала, чтобы избежать разрушения всей керамической панели, и только один кусок брони может быть раздавлен при попадании снаряда.

С развитием легких и высокоэффективных систем брони преимущества пуленепробиваемой керамики становятся все более заметными. как двойная звезда из пуленепробиваемых и бронированных материалов, карбид кремния и карбид бора все еще имеют большие возможности для совершенствования.