Od početka ove godine, globalni sukobi poput rusko-ukrajinskog sukoba i izraelsko-palestinskog sukoba privukli su široku pažnju širom svijeta. U takvom globalnom okruženju, nacionalna odbrana raznih zemalja postepeno je postajala napeta, što je u posljednje vrijeme jako zahuktalo tržište nekih vojnih materijala. Među njima, kao dva giganta u pancirnoj keramičkoj industriji, sigurno neće izostati silicijum karbid i bor karbid. Znate li zašto je keramika otporna na metke? Koji su zahtjevi za performanse neprobojne keramike za materijale? Hajde da to istražimo zajedno.
Koji je princip otpornosti na metke keramičkih materijala?
Osnovni princip oklopne zaštite je trošenje energije projektila, usporavanje projektila i postizanje bezopasnosti. Velika većina tradicionalnih inženjerskih materijala, kao što su metalni materijali, apsorbiraju energiju kroz strukturnu plastičnu deformaciju, dok keramički materijali apsorbiraju energiju kroz procese mikro drobljenja. Proces apsorpcije energije neprobojne keramike može se grubo podijeliti u tri faze:
Početna faza uticaja:
Projektil pogađa površinu keramike, uzrokujući da se bojeva glava tupi i upija energiju tokom procesa drobljenja i formiranja malih i tvrdih fragmenata na površini keramike;
Faza erozije:
Tupi projektil nastavlja da erodira fragmentirano područje, formirajući kontinuirani sloj keramičkih fragmenata;
Faze deformacije, pucanja i loma:
Konačno, u keramici se stvara zatezni napon, što uzrokuje njeno lomljenje. Nakon toga, stražnji panel se deformira, a sva preostala energija se apsorbira deformacijom materijala zadnje ploče. U procesu udara projektila na keramiku dolazi do oštećenja i projektila i keramike.
Koji su zahtjevi za svojstva materijala neprobojne keramike?
Zbog krhkosti same keramike, podvrgnuti su udaru projektila prije loma nego plastične deformacije. Pod vlačnim opterećenjem, lom se prvo javlja u heterogenim područjima kao što su pore i granice zrna. Stoga, kako bi se minimizirala koncentracija mikronaprezanja, oklopna keramika bi trebala biti visokokvalitetna keramika niske poroznosti (do 99% teorijske vrijednosti gustoće) i finozrnaste strukture.
Postoji mnogo vrsta neprobojnih keramičkih materijala, uključujući glinicu, silicijum karbid, bor karbid, silicijum nitrid, titan borid, itd. Među njima, aluminijsku keramiku (Al2O3), keramiku od silicijum karbida (SiC) i bor karbid keramiku (B4C) su najšire korišćeni. Aluminij oksidna keramika ima najveću gustoću, ali relativno nisku tvrdoću, niži prag obrade i nižu cijenu. Prema čistoći dijele se na 85/90/95/99 aluminij oksid keramiku, a odgovarajuća tvrdoća i cijena također se uzastopno povećavaju.
Silicijum karbid i bor karbid kao sirovine za materijale otporne na metke?
Silicijum karbid ima veoma jaku kovalentnu vezu i još uvek ima vezu visoke čvrstoće na visokoj temperaturi. Ova strukturna karakteristika daje keramici od silicijum karbida odlična svojstva kao što su čvrstoća, visoka tvrdoća, otpornost na habanje, otpornost na koroziju, visoka toplotna provodljivost i dobra otpornost na toplotni udar. U isto vrijeme, keramika od silicijum karbida ima umjerenu cijenu i isplativost, što je najraširenija neprobojna keramika u Kini i jedan od najperspektivnijih materijala za zaštitu oklopa visokih performansi. SiC keramika ima širok razvojni prostor u oblasti zaštite oklopa, a njena primena u oblastima individualne opreme i specijalnih vozila ima tendenciju da bude raznovrsna. Kao zaštitni oklopni materijal, uzimajući u obzir faktore kao što su cijena i posebna primjena, male keramičke ploče i kompozitna ploča obično se spajaju kako bi formirali keramičku kompozitnu metu kako bi se prevladao kvar keramike uzrokovan vlačnim naprezanjem i kako bi se osiguralo da samo jedan komad se smrvi bez uništavanja cijelog oklopa kada projektil prodre.
Bor karbid je supertvrdi materijal čija je tvrdoća na drugom mjestu iza dijamanta i kubnog bor nitrida. Među ovom keramikom, tvrdoća je najveća, a gustina najmanja, samo 2,52g/cm3, što je 1/3 od čelika. Visok modul elastičnosti, nizak koeficijent toplotnog širenja i visoka toplotna provodljivost. Osim toga, bor karbid ima dobru kemijsku stabilnost, otpornost na kiselinu i alkalnu koroziju i ne reagira s kiselinama i alkalijama i većinom tečnosti neorganskih jedinjenja na sobnoj temperaturi; Ne vlaže i ne reaguje sa većinom rastopljenih metala. Bor karbid takođe ima dobru sposobnost apsorpcije neutrona, koju drugi keramički materijali nemaju. B4C ima najnižu gustoću među nekoliko najčešće korištenih oklopnih keramika, a njegov visoki modul elastičnosti čini ga dobrim izborom za vojne oklope i svemirske materijale. Ali istovremeno zahtijeva i visoku tehnologiju obrade, koja zahtijeva visokotemperaturno i visokotlačno sinteriranje, tako da je cijena najviša među tri keramike (oko 10 puta veća od glinice), što ograničava njenu široku primjenu kao jednostrukog. fazni zaštitni oklop. Upoređujući ove tri vrste uobičajenih neprobojnih keramičkih materijala, glinica otporna na metke keramike ima najnižu cijenu, ali je njena otpornost na metke daleko lošija od one od silicijum karbida i bor karbida. Stoga su silicijum karbid i bor karbid postali dva najpopularnija neprobojna keramička materijala, koji se uglavnom nalaze u domaćim proizvodnim jedinicama neprobojne keramike, dok je aluminijska keramika rijetka. Međutim, monokristalna glinica se može koristiti za pripremu prozirne keramike, koja se široko koristi kao prozirni materijal sa optičkom funkcijom, a primjenjuje se na vojnu opremu kao što su pojedinačne neprobojne maske, prozori za detekciju projektila, prozori za posmatranje vozila, periskop podmornica i tako dalje. .
Informacije u ovom članku dolaze s interneta i ne koriste se kao savjeti za liječenje ili ulaganja. Ako ovaj članak ima utjecaja na vaša prava i interese ili vas zanima ovaj proizvod, kontaktirajte nas na vrijeme kako bismo vam pružili dodatnu pomoć