os materiais metálicos podem absorver a energia da bala por meio da deformação plástica, e a cerâmica, por ser um material quebradiço, a deformação plástica é quase zero quando está quebrado. Portanto, sob a ação da grande força de impacto da ogiva, o material cerâmico absorve energia principalmente por meio da micro-fragmentação processo. O processo principal é aproximadamente dividido em três estágios: o estágio inicial de impacto, o estágio de erosão e o estágio de fratura por deformação. A camada de superfície de cerâmica blindada pode passivar a ogiva e esmagar a superfície em partículas pequenas e duras. Quando o projétil rombudo continua a se aprofundar, a cerâmica blindada formará uma camada de fragmento. A tensão de tração no interior do material fará com que a cerâmica se quebre e a energia restante será absorvida pela placa posterior. . A capacidade da cerâmica de absorver energia está relacionada à dureza e ao módulo de elasticidade da cerâmica. Geralmente, o fator de qualidade balística é usado para medir de forma abrangente o anti-elástico desempenho de cerâmica: M = EH / P, (Na fórmula: e é o módulo de elasticidade, h é a dureza e ρ é a densidade.)

pode-se observar que quanto maior o módulo de elasticidade e a dureza da cerâmica, quanto menor a densidade, mais forte é a cerâmica capacidade de absorver energia cinética, ou seja, melhor será o desempenho balístico.

2. gémeos de material de armadura à prova de balas

em resumo, a alta dureza do material cerâmico permite que ele seja passivado ou mesmo quebrar a ogiva e absorver a energia da ogiva de alta velocidade por meio de seu próprio processo de esmagamento; ao mesmo tempo, o material cerâmico tem menos de metade da densidade do aço, que é muito adequada para armaduras móveis e soldados individuais. Proteção.

carboneto de silício e carboneto de boro a cerâmica tem sido usada no campo da armadura à prova de balas há muito tempo. na década de 1960, as cerâmicas de carboneto de boro foram usadas pela primeira vez no projeto de coletes à prova de balas e montadas nos assentos de pilotos de aviões. depois disso, uma armadura composta de cerâmica à prova de balas composta de uma placa frontal de cerâmica e uma placa traseira composta.

o carboneto de boro é um composto com uma forte ligação covalente, com uma ligação covalente de até 93,9%, por isso tem as características de baixa densidade, alta resistência, estabilidade em alta temperatura e boa estabilidade química. O produto é especialmente adequado para aplicação de armadura leve. ao mesmo tempo, em comparação com o diamante e o nitreto de boro cúbico, o carboneto de boro é fácil de fabricar e de baixo custo. como o carboneto de boro, o carboneto de silício tem fortes ligações covalentes e alta resistência colagem em altas temperaturas. Este característica estrutural confere às cerâmicas de carboneto de silício excelente resistência, dureza e resistência ao desgaste.

como um material à prova de balas, os materiais mencionados acima são preparados em pó e sinterizado um bloco para se tornar um à prova de balística bloco de cerâmica, que é posteriormente integrado com outros ingredientes em um produto acabado que pode ser equipado.

as cerâmicas de carboneto de silício e de carboneto de boro têm as características de baixa densidade. A densidade da cerâmica de alumina comum é de cerca de 3,5g / cm-3, enquanto as densidades do carboneto de silício e do carboneto de boro são de apenas 3,2g / cm-3 e 2,5g / cm, respectivamente. -3. pode-se ver que, sob a tendência de blindagem móvel leve, os materiais de carboneto de silício e carboneto de boro têm vantagens inerentes.

1) em termos de módulo de elasticidade, o módulo de elasticidade da cerâmica de alumina é de cerca de 350GPa, enquanto o módulo de elasticidade dos materiais de carboneto de silício e carboneto de boro é de cerca de 400GPa. O módulo de elasticidade das cerâmicas de carboneto de silício feitas por sinterização por reação pelo instituto de cerâmica de Xangai pode atingir entre 360-380GPa, enquanto o módulo de elasticidade do carboneto de silício sinterizado pela mesma reação na Grã-Bretanha e nos Estados Unidos pode atingir mais de 430GPa. pode-se observar que os três materiais cerâmicos da armadura principal têm todas as características de alto módulo de elasticidade.

2) em termos de dureza, boro carboneto> silício carboneto> alumina. vale ressaltar que o carboneto de tungstênio é o material chave para a produção de carboneto cimentado. em comparação com o carboneto de silício, a dureza do carboneto de silício é o dobro do carboneto de tungstênio, a densidade é 1 / 5 de carboneto de tungstênio, e a resistência é mantida a 1400 ° C. não cai.

3) em termos de resistência ao desgaste, boro carboneto> silício carboneto> alumina. dados medidos pelo instituto de metalurgia do pó da universidade centro sul mostram que a resistência ao desgaste das cerâmicas de alumina é equivalente a 266 vezes a do aço manganês e 171,5 vezes o de alto cromo ferro fundido. pode ser visto que a alta dureza e alta resistência ao desgaste dos materiais cerâmicos são muito maiores do que resistente ao desgaste aço e aço inoxidável

4) em termos de outras propriedades, o carboneto de boro é único em alta temperatura estabilidade térmica. em comparação com a alumina, seu coeficiente de expansão térmica é menor do que 1 / 2. a 500 ℃, sua condutividade térmica é uma ordem de magnitude maior e sua resistência ao choque térmico é quase 20 vezes maior. No entanto, tem baixa tenacidade à fratura, baixa resistência à tração e é propenso a fraturas frágeis. A placa alvo composta de cerâmica deve ser ligada pela placa frontal de cerâmica e a placa traseira composta para superar a falha da cerâmica devido à tensão de tração. Este tipo de placa alvo composta é geralmente feita através da colagem de pequenas peças de painéis de cerâmica e placas de suporte de material composto, o que também pode impedir que todo o painel de cerâmica sendo quebrado. Quando os projéteis invadem, apenas uma única peça da armadura será esmagada.

Com o desenvolvimento de peso leve e alta eficiência sistemas de blindagem, a superioridade da cerâmica à prova de balas tornou-se mais proeminente. como as estrelas gêmeas dos materiais de blindagem à prova de balas, carboneto de silício e carboneto de boro, acredito que ainda há muito espaço para melhorias.

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