Des de principis d'aquest any, els conflictes globals com el conflicte entre Rússia Ucraïna i el conflicte israelià palestí han cridat l'atenció generalitzada a tot el món. En un entorn tan global, la defensa nacional de diversos països s'ha tornat tensa gradualment, la qual cosa ha fet que el mercat d'alguns materials militars sigui molt calent recentment. Entre ells, com els dos gegants de la indústria ceràmica antibales, el carbur de silici i el carbur de bor no hi faltaran. Saps per què la ceràmica és a prova de bales? Quins són els requisits de rendiment de la ceràmica antibales per als materials? Explorem-ho junts.
Quin és el principi a prova de bales dels materials ceràmics?
El principi bàsic de la protecció de l'armadura és consumir energia del projectil, frenar el projectil i aconseguir la inofensió. La gran majoria dels materials d'enginyeria tradicionals, com els materials metàl·lics, absorbeixen energia mitjançant la deformació plàstica estructural, mentre que els materials ceràmics absorbeixen energia mitjançant processos de microtrituració. El procés d'absorció d'energia de la ceràmica antibales es pot dividir aproximadament en tres etapes:
Etapa d'impacte inicial:
El projectil impacta la superfície ceràmica, fent que l'ogiva es torni contundent i absorbeixi energia durant el procés de trituració i formació de fragments petits i durs a la superfície ceràmica;
Etapa d'erosió:
El projectil contundent continua erosionant la zona fragmentada, formant una capa contínua de fragments ceràmics;
Etapes de deformació, esquerdament i fractura:
Finalment, es genera un esforç de tracció a la ceràmica, provocant-ne la fractura. Posteriorment, el panell posterior es deforma i tota l'energia restant s'absorbeix per la deformació del material del panell posterior. Durant el procés d'impacte del projectil sobre la ceràmica, tant el projectil com la ceràmica es fan malbé.
Quins són els requisits per a les propietats dels materials de la ceràmica antibales?
A causa de la fragilitat de la pròpia ceràmica, pateixen fractures en lloc de deformació plàstica quan se sotmeten a impactes de projectils. Sota una càrrega de tracció, la fractura es produeix primer en àrees heterogènies com els porus i els límits de gra. Per tant, per tal de minimitzar la concentració de microestrès, les ceràmiques d'armadura han de ser ceràmiques d'alta qualitat amb porositat baixa (fins al 99% del valor de densitat teòric) i estructura de gra fi.
Hi ha molts tipus de materials ceràmics a prova de bales, com ara alúmina, carbur de silici, carbur de bor, nitrur de silici, borur de titani, etc. Entre ells, la ceràmica d'alúmina (Al2O3), la ceràmica de carbur de silici (SiC) i la ceràmica de carbur de bor (B4C) són el més utilitzat. Les ceràmiques d'òxid d'alumini tenen la densitat més alta, però una duresa relativament baixa, un llindar de processament més baix i un preu més baix. Segons la puresa, es divideixen en ceràmica d'òxid d'alumini 85/90/95/99, i la duresa i el preu corresponents també augmenten seqüencialment.
Carbur de silici i carbur de bor com a matèries primeres per a materials antibales?
El carbur de silici té un enllaç covalent molt fort i encara té un enllaç d'alta resistència a alta temperatura. Aquesta característica estructural dota la ceràmica de carbur de silici amb excel·lents propietats com ara resistència, alta duresa, resistència al desgast, resistència a la corrosió, alta conductivitat tèrmica i bona resistència al xoc tèrmic. Al mateix temps, les ceràmiques de carbur de silici tenen un preu moderat i són rendibles, que és la ceràmica antibales més utilitzada a la Xina i un dels materials de protecció d'armadura d'alt rendiment més prometedors. Les ceràmiques SiC tenen un ampli espai de desenvolupament en el camp de la protecció de blindatges, i les seves aplicacions en els camps d'equips individuals i vehicles especials tendeixen a ser diversificades. Com a material d'armadura protectora, tenint en compte els factors com ara el cost i l'aplicació especial, els petits panells ceràmics i el tauler compost solen unir-se per formar un objectiu compost ceràmic per superar la fallada de la ceràmica causada per l'esforç de tracció i per garantir que només una peça única. s'aixafa sense destruir tota l'armadura quan el projectil penetra.
El carbur de bor és un material súper dur la duresa del qual és la segona només per darrere de la del diamant i del nitrur de bor cúbic. Entre aquestes ceràmiques, la duresa és la més alta i la densitat la més baixa, només 2,52 g/cm3, que és 1/3 de la de l'acer. Alt mòdul elàstic, baix coeficient d'expansió tèrmica i alta conductivitat tèrmica. A més, el carbur de bor té una bona estabilitat química, resistència a la corrosió àcida i àlcali, i no reacciona amb líquids àcids i àlcalis i la majoria de compostos inorgànics a temperatura ambient; I no humecta i no reactiu amb la majoria de metalls foss. El carbur de bor també té una bona capacitat d'absorció de neutrons, que altres materials ceràmics no tenen. B4C té la densitat més baixa entre diverses ceràmiques d'armadura d'ús habitual, i el seu alt mòdul elàstic el converteix en una bona opció per a blindatges militars i materials espacials. Però, al mateix temps, també requereix una alta tecnologia de processament, que requereix sinterització a alta temperatura i alta pressió, de manera que el cost és el més alt entre les tres ceràmiques (unes 10 vegades el de l'alúmina), cosa que limita la seva àmplia aplicació com a únic armadura de protecció de fase. Comparant aquests tres tipus de materials ceràmics antibales comuns, la ceràmica antibales d'alúmina té el cost més baix, però el seu rendiment a prova de bales és molt pitjor que el del carbur de silici i el carbur de bor. Per tant, el carbur de silici i el carbur de bor s'han convertit en els dos materials ceràmics antibales més populars, que es troben principalment en unitats de producció de ceràmica antibales domèstiques, mentre que les ceràmiques d'alúmina són rares. Tanmateix, l'alúmina d'un sol cristall es pot utilitzar per preparar ceràmica transparent, que s'utilitza àmpliament com a material transparent amb funció òptica, i s'aplica a equipament militar com ara màscares antibales individuals, finestres de detecció de míssils, finestres d'observació de vehicles, periscopi submarí, etc. .
La informació d'aquest article prové d'Internet i no s'utilitza com a consell de tractament o consell d'inversió. Si aquest article té un impacte en els vostres drets i interessos o està interessat en aquest producte, poseu-vos en contacte amb nosaltres a temps perquè puguem oferir-vos més ajuda