برای صفحات ضد گلوله از سرامیک استفاده می شود

③ متداول ترین مواد سرامیکی ضد گلوله استفاده می شود

از قرن بیست و یکم، سرامیک های ضد گلوله به سرعت توسعه یافته اند و انواع مختلفی از جمله آلومینا، کاربید سیلیکون، کاربید بور، نیترید سیلیکون، تیتانیوم بورید و غیره وجود دارد که از جمله آنها سرامیک آلومینا (Al2O3)، سرامیک کاربید سیلیکون (SiC) می باشد. سرامیک های کاربید بور (B4C) بیشترین استفاده را دارند.

سرامیک آلومینا دارای بالاترین چگالی است، اما سختی نسبتا کم است، آستانه پردازش کم است، قیمت پایین است، با توجه به خلوص به سرامیک آلومینا 85/90/95/99 تقسیم می شود، سختی و قیمت مربوطه نیز افزایش می یابد. به نوبه خود.

مقایسه خواص انواع سرامیک های ضد گلوله

چگالی سرامیک کاربید سیلیکون نسبتا کم، سختی بالا است، یک سرامیک ساختاری مقرون به صرفه است، بنابراین پرکاربردترین سرامیک ضد گلوله در چین است.

سرامیک های کاربید بور دارای کمترین چگالی و بیشترین سختی در بین این سرامیک ها هستند، اما در عین حال، نیاز آنها به فناوری فرآوری نیز بسیار بالا است و نیاز به تف جوشی با دمای بالا و فشار بالا دارد، بنابراین هزینه نیز در بین این سه سرامیک بالاترین است.

در مقایسه با این سه ماده سرامیک ضد گلوله رایج تر، سرامیک های ضد گلوله آلومینا کمترین هزینه را دارند، اما عملکرد ضد گلوله بسیار کمتر از کاربید سیلیکون و کاربید بور است، بنابراین واحدهای تولید داخلی فعلی سرامیک های ضد گلوله در کاربید سیلیکون و کاربید بور ضد گلوله هستند. سرامیک آلومینا کمیاب است.با این حال، آلومینا تک کریستال را می توان برای تهیه سرامیک های شفاف استفاده کرد که به طور گسترده به عنوان مواد شفاف با عملکردهای سبک استفاده می شود و در تجهیزات نظامی مانند ماسک های ضد گلوله سربازان، پنجره های تشخیص موشک، پنجره های دید خودرو و پریسکوپ های زیردریایی استفاده می شود.

④دو مورد از محبوب ترین مواد سرامیکی ضد گلوله

سیلیکون کاربید سرامیک ضد گلوله

پیوند کووالانسی کاربید سیلیکون بسیار قوی است و همچنان در دمای بالا پیوند با استحکام بالایی دارد.این ویژگی ساختاری به سرامیک کاربید سیلیکون استحکام عالی، سختی بالا، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی، هدایت حرارتی بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی خوب و سایر خواص می دهد.در عین حال، قیمت سرامیک کاربید سیلیکون متوسط، مقرون به صرفه است، یکی از امیدوارکننده ترین مواد محافظ زره با عملکرد بالا است.

سرامیک های کاربید سیلیکون فضای توسعه گسترده ای در زمینه حفاظت از زره دارند و کاربردهای آنها در زمینه تجهیزات فردی و وسایل نقلیه ویژه متنوع است.هنگامی که به عنوان یک ماده زره محافظ استفاده می شود، با توجه به هزینه و موقعیت های خاص کاربرد و سایر عوامل، معمولاً آرایش کوچکی از پانل های سرامیکی و صفحه پشتی کامپوزیت به صفحه هدف کامپوزیت سرامیکی چسبانده می شود تا بر شکست سرامیک ها به دلیل تنش کششی غلبه کند. تا اطمینان حاصل شود که نفوذ پرتابه تنها یک قطعه را بدون آسیب رساندن به کل زره می شکند.

سرامیک ضد گلوله کاربید بور

کاربید بور سختی مواد شناخته شده پس از الماس و مواد فوق سخت نیترید بور مکعبی است، سختی تا 3000 کیلوگرم بر میلی متر مربع.چگالی کم است، فقط 2.52 گرم بر سانتی متر مکعب، که 1/3 فولاد است.مدول الاستیک بالا، 450GPa;نقطه ذوب بالا، حدود 2447 ℃؛ضریب انبساط حرارتی پایین و هدایت حرارتی بالا است.علاوه بر این، کاربید بور دارای پایداری شیمیایی خوب، مقاومت در برابر خوردگی اسید و قلیایی است، در دمای اتاق با اسید و باز و اکثر مایعات ترکیب معدنی واکنش نمی دهد، فقط در اسید هیدروفلوئوریک اسید سولفوریک، مایع مخلوط اسید هیدروفلوئوریک و اسید نیتریک دارای خوردگی کند است. ;و بیشتر فلزات مذاب مرطوب نمی شوند، عمل نمی کنند.کاربید بور همچنین توانایی خوبی در جذب نوترون دارد که در سایر مواد سرامیکی موجود نیست.B4C کمترین چگالی را در بین چندین سرامیک زرهی متداول دارد، همراه با مدول الاستیسیته بالا، که آن را به انتخاب خوبی برای مواد در زره های نظامی و زمینه های فضایی تبدیل می کند.مشکل اصلی B4C این است که گران است (حدود 10 برابر آلومینا) و شکننده است که کاربرد گسترده آن را به عنوان زره محافظ تک فاز محدود می کند.

⑤روش تهیه سرامیک ضد گلوله.

ارتقاء سرامیک ضد گلوله

اگرچه پتانسیل ضد گلوله کاربید سیلیکون و کاربید بور بسیار زیاد است، مشکل چقرمگی شکست و شکنندگی ضعیف سرامیک های تک فاز را نمی توان نادیده گرفت.توسعه علم و فناوری مدرن الزاماتی را برای عملکرد و صرفه جویی در سرامیک های ضد گلوله مطرح کرده است: چند کاره، کارایی بالا، وزن سبک، هزینه کم و ایمنی.بنابراین، در سال های اخیر، کارشناسان و صاحب نظران امیدوارند با تنظیم میکرو به استحکام، سبکی و اقتصادی بودن سرامیک ها از جمله کامپوزیت سیستم سرامیکی چند جزئی، سرامیک گرادیان کاربردی، طراحی ساختار لایه ای و غیره دست پیدا کنند و این گونه زره ها سبک هستند. وزن در مقایسه با زره امروزی و بهبود عملکرد سیار واحدهای رزمی بهتر است.

سرامیک های درجه بندی شده عملکردی تغییرات منظمی را در خواص مواد از طریق طراحی کیهانی کوچک نشان می دهند.به عنوان مثال، بورید تیتانیوم و فلز تیتانیوم و اکسید آلومینیوم، کاربید سیلیکون، کاربید بور، نیترید سیلیکون و فلز آلومینیوم و سایر سیستم های کامپوزیت فلز/سرامیک، عملکرد تغییر گرادیان در امتداد موقعیت ضخامت، یعنی آماده سازی سختی بالا انتقال به سرامیک های ضد گلوله با چقرمگی بالا

سرامیک های چند فازی نانومتری از ذرات پراکندگی زیر میکرونی یا نانومتری تشکیل شده اند که به سرامیک های زمینه اضافه می شوند.مانند SiC-Si3N4-Al2O3، B4C-SiC و غیره، سختی، چقرمگی و استحکام سرامیک ها بهبود خاصی دارند.گزارش شده است که کشورهای غربی در حال مطالعه پخت پودر در مقیاس نانو برای تهیه سرامیک هایی با دانه بندی ده ها نانومتر برای دستیابی به استحکام و چقرمگی مواد هستند و انتظار می رود سرامیک های ضد گلوله در این زمینه به موفقیت بزرگی دست یابند.

جمع بندی کنید

چه سرامیک تک فاز باشد و چه سرامیک چند فاز، بهترین مواد سرامیکی ضد گلوله و یا غیر قابل تفکیک از کاربید سیلیکون، کاربید بور این دو ماده است.به خصوص برای مواد کاربید بور، با توسعه فناوری پخت، خواص عالی سرامیک های کاربید بور بیش از پیش برجسته می شود و کاربردهای آنها در زمینه ضد گلوله بیشتر توسعه خواهد یافت.