2025-05-13
الألومينا، بالصيغة الكيميائية Al₂O₃، مادة صلبة بيضاء. تشمل أشكالها البلورية الأكثر شيوعًا α-Al₂O₃ و β-Al₂O₃ و γ-Al₂O₃. من بين هذه،α-Al₂O₃ (الكوندوروم) هو الأكثر استقرارًا ويعمل كمكون أساسي في سيراميك الألومينا المضاد للرصاص. في درجات حرارة أعلى من 1300 درجة مئوية، تتحول المراحل الأخرى من الألومينا بالكامل تقريبًا إلى α-Al₂O₃.
التلبيد بدون ضغط
تتطلب سيراميك الألومينا عالية النقاء عادةً درجات حرارة تلبيد أعلى من 1600 درجة مئوية لتحقيق الكثافة الكاملة. ومع ذلك، يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المفرطة إلى نمو حبيبات غير طبيعي وتقليل التكثيف، مما يضر بالأداء. لمعالجة ذلك، تقلل العمليات الصناعية من درجات حرارة التلبيد عن طريق:
استخدام مساحيق الألومينا فائقة النعومة.
دمج الإضافات (مثل MgO و Y₂O₃).
تحسين تقنيات التشكيل والتلبيد.
التلبيد بالضغط الساخن
تستخدم هذه الطريقة الضغط (10–50 ميجا باسكال) أثناء التلبيد، مما يقلل بشكل كبير من درجة الحرارة المطلوبة مع تعزيز التكثيف. يحد الضغط الخارجي من نمو الحبيبات، مما يؤدي إلىبنية حبيبية دقيقة وموحدةوخصائص ميكانيكية فائقة.
تقوية السطح
لتحسين القوة بشكل أكبر، تخضع سيراميك الألومينا لمعالجات سطحية مثل:
طلاء الفراغ بالحزمة الإلكترونية.
ترسيب الرش.
الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) للأغشية القائمة على السيليكون.
بعد الطلاء، يتم تقسية السيراميك عند 1200–1580 درجة مئوية لتحقيق قوة فائقة.
تحظى سيراميك الألومينا بتقدير لـأسطحها الملساءواستقرارها الأبعادوفعاليتها من حيث التكلفة. يتم تصنيفها حسب النقاء (85٪، 90٪، 95٪، 99٪ Al₂O₃)، مع توفير الدرجات الأعلى لصلابة وتكلفة أكبر. لتطبيقات مقاومة الرصاص،يفضل سيراميك الألومينا بنسبة 99٪، تتم معالجتها لتقليل المسامية والإجهاد الداخلي.
تستخدم السترات الواقية من الرصاص الحديثةألواح سيراميك/مركبةكمكون أساسي لها. تجمع هذه الألواح بين:
نسيج مضاد للتناثرمصنوعة من الألومينا أو كربيد السيليكون (SiC) أو كربيد البورون (B₄C).لوحة خلفية
نسيج مضاد للتناثرطبقة لاصقة انتقاليةو
نسيج مضاد للتناثرلاحتواء شظايا السيراميك عند الاصطدام.الابتكارات في التصميم:تقلل ألواح الألومينا المنحنية، المصممة لتناسب محيط الجسم، من الوزن وتزيل الدرزات التي تظهر في التصميمات التقليدية المبلطة، مما يعزز السلامة والتوحيد.2. دروع المركبات
تعتبر سيراميك الألومينا ضرورية في دروع المركبات العسكرية، لمواجهة التهديدات المتقدمة مثل:
الرصاصات الخارقة للدروع
الرصاصات شديدة الانفجار المضادة للدبابات (HEAT)
: تستخدم الشحنات المشكلة لتوليد تيارات معدنية منصهرة قادرة على اختراق الفولاذ السميك.مثال تاريخي: دبابة T-64B السوفيتية
استخدمت الدبابات T-64A المبكرة دروعًا طبقية من الألومنيوم والفولاذ، لكنها عانت من الرصاصات HEAT.قدمت T-64B
درعًا مركبًا من سيراميك الألومينا والبوليمر
: كرات سيراميك Al₂O₃ مدمجة في الراتنج. أدى هذا التصميم إلى تحسين كبير في مقاومة الحرارة والدفاع عن الاختراق، مما جعله حلاً متطورًا في عصره.
المزايا والمقايضاتالكفاءة من حيث التكلفة: سيراميك الألومينا أرخص بكثير من SiC أو B₄C، وهو مثالي للاستخدام العسكري على نطاق واسع.
: كثافة أعلى من SiC/B₄C، ولكنها لا تزالأخف وزنًا بنسبة 40٪ من الفولاذ
مع حماية مماثلة.
