Od začiatku tohto roka priťahujú celosvetovú pozornosť globálne konflikty, akými sú konflikt Rusko Ukrajina a izraelsko-palestínsky konflikt. V takomto globálnom prostredí sa národná obrana rôznych krajín postupne stala napätou, čo v poslednej dobe veľmi rozpálilo trh s niektorými vojenskými materiálmi. Medzi nimi ako dvaja giganti v priemysle nepriestrelnej keramiky určite nebudú chýbať karbid kremíka a karbid bóru. Viete, prečo je keramika nepriestrelná? Aké sú výkonnostné požiadavky nepriestrelnej keramiky na materiály? Poďme to spolu preskúmať.
Aký je nepriestrelný princíp keramických materiálov?
Základným princípom pancierovej ochrany je spotreba energie projektilu, spomalenie strely a dosiahnutie neškodnosti. Prevažná väčšina tradičných technických materiálov, ako sú kovové materiály, absorbuje energiu prostredníctvom štrukturálnej plastickej deformácie, zatiaľ čo keramické materiály absorbujú energiu prostredníctvom procesov mikrodrvenia. Proces absorpcie energie nepriestrelnej keramiky možno rozdeliť zhruba do troch etáp:
Počiatočná fáza dopadu:
Projektil narazí na keramický povrch, čo spôsobí, že hlavica sa otupí a absorbuje energiu počas procesu drvenia a vytvárania malých a tvrdých úlomkov na keramickom povrchu;
Štádium erózie:
Tupá strela naďalej eroduje fragmentovanú oblasť a vytvára súvislú vrstvu keramických úlomkov;
Fázy deformácie, praskania a lomu:
Nakoniec sa v keramike vytvorí ťahové napätie, ktoré spôsobí jej prasknutie. Následne sa zadný panel deformuje a všetka zostávajúca energia je absorbovaná deformáciou materiálu zadného panelu. Počas procesu dopadu strely na keramiku dochádza k poškodeniu strely aj keramiky.
Aké sú požiadavky na materiálové vlastnosti nepriestrelnej keramiky?
Kvôli krehkosti samotnej keramiky podstupujú pri náraze projektilu skôr lom ako plastickú deformáciu. Pri zaťažení ťahom dochádza najskôr k lomu v heterogénnych oblastiach, ako sú póry a hranice zŕn. Preto, aby sa minimalizovala koncentrácia mikronapätí, pancierová keramika by mala byť vysoko kvalitná keramika s nízkou pórovitosťou (až 99 % teoretickej hodnoty hustoty) a jemnozrnnou štruktúrou.
Existuje mnoho typov nepriestrelných keramických materiálov, vrátane oxidu hlinitého, karbidu kremíka, karbidu bóru, nitridu kremíka, boridu titánu atď. najpoužívanejšie. Keramika z oxidu hlinitého má najvyššiu hustotu, ale relatívne nízku tvrdosť, nižší prah spracovania a nižšiu cenu. Podľa čistoty sa delia na keramiku z oxidu hlinitého 85/90/95/99 a zodpovedajúca tvrdosť a cena sa tiež postupne zvyšujú.
Karbid kremíka a karbid bóru ako suroviny pre nepriestrelné materiály?
Karbid kremíka má veľmi silnú kovalentnú väzbu a stále má vysokopevnostnú väzbu pri vysokej teplote. Táto konštrukčná vlastnosť dodáva keramike z karbidu kremíka vynikajúce vlastnosti, ako je pevnosť, vysoká tvrdosť, odolnosť proti opotrebeniu, odolnosť proti korózii, vysoká tepelná vodivosť a dobrá odolnosť proti tepelným šokom. Keramika z karbidu kremíka má zároveň primeranú cenu a je nákladovo efektívna, čo je najpoužívanejšia nepriestrelná keramika v Číne a jeden z najsľubnejších vysokovýkonných materiálov na ochranu panciera. SiC keramika má široký vývojový priestor v oblasti pancierovej ochrany a jej aplikácie v oblasti individuálnej techniky a špeciálnych vozidiel bývajú rôznorodé. Ako ochranný pancierový materiál, berúc do úvahy faktory, ako sú náklady a špeciálna aplikácia, sú malé keramické panely a kompozitná zadná doska zvyčajne spojené tak, aby vytvorili keramický kompozitný terč, aby sa prekonalo zlyhanie keramiky spôsobené napätím v ťahu a aby sa zabezpečilo, že iba jeden kus je rozdrvený bez zničenia celého panciera, keď strela prenikne.
Karbid bóru je supertvrdý materiál, ktorého tvrdosť je na druhom mieste po diamante a kubickom nitride bóru. Spomedzi tejto keramiky je tvrdosť najvyššia a hustota najnižšia, iba 2,52 g/cm3, čo je 1/3 oproti oceli. Vysoký modul pružnosti, nízky koeficient tepelnej rozťažnosti a vysoká tepelná vodivosť. Okrem toho má karbid bóru dobrú chemickú stabilitu, odolnosť voči korózii voči kyselinám a zásadám a pri izbovej teplote nereaguje s kyselinami a zásadami a väčšinou kvapalín anorganických zlúčenín; A je nezmáčavý a nereaguje s väčšinou roztavených kovov. Karbid bóru má tiež dobrú schopnosť absorpcie neutrónov, čo iné keramické materiály nemajú. B4C má najnižšiu hustotu spomedzi niekoľkých bežne používaných pancierových keramik a jej vysoký modul pružnosti z nej robí dobrú voľbu pre vojenské brnenia a vesmírne materiály. Zároveň si však vyžaduje aj vysokú technológiu spracovania, ktorá si vyžaduje spekanie pri vysokej teplote a vysokom tlaku, takže náklady sú najvyššie spomedzi troch keramických materiálov (asi 10-krát vyššie ako u oxidu hlinitého), čo obmedzuje jeho široké použitie ako jednoduchého fázový ochranný pancier. Pri porovnaní týchto troch druhov bežných nepriestrelných keramických materiálov má nepriestrelná keramika z oxidu hlinitého najnižšie náklady, ale jej nepriestrelnosť je oveľa horšia ako u karbidu kremíka a karbidu bóru. Preto sa karbid kremíka a karbid bóru stali dvoma najobľúbenejšími nepriestrelnými keramickými materiálmi, ktoré sú väčšinou v domácich výrobných jednotkách nepriestrelnej keramiky, zatiaľ čo keramika z oxidu hlinitého je zriedkavá. Monokryštálový oxid hlinitý sa však môže použiť na prípravu priehľadnej keramiky, ktorá sa široko používa ako priehľadný materiál s optickou funkciou a používa sa na vojenské vybavenie, ako sú jednotlivé nepriestrelné masky, okná na detekciu rakiet, pozorovacie okná vozidiel, podmorský periskop atď. .
Informácie v tomto článku pochádzajú z internetu a nepoužívajú sa ako poradenstvo pri liečbe ani ako investičné poradenstvo. Ak má tento článok vplyv na vaše práva a záujmy alebo máte záujem o tento produkt, kontaktujte nás včas, aby sme vám mohli poskytnúť ďalšiu pomoc