1Γιατί οι κεραμικές ύλες είναι αλεξίσφαιρες;
Η κεραμική παρουσιάζει αλεξίσφαιρες ιδιότητες λόγω της υψηλής ειδικής δυσκαμψίας, της υψηλής ειδικής αντοχής και της χημικής αδράνειας σε διάφορα περιβάλλοντα.Η κεραμική υπερέχει στην αντίσταση στις επιπτώσεις των βλημάτων.Αν και τα μεταλλικά υλικά υποβάλλονται σε πλαστική παραμόρφωση και απορροφούν ενέργεια, η κεραμική μόλις και μετά βίας παραμορφώνεται πλαστικά.η κεραμική επιφάνεια σχηματίζει μια λεπτά διασπασμένηΑυτό κάνει την προηγμένη κεραμική εξαιρετικά ελκυστική για τα συστήματα θωράκισης, που χρησιμοποιούνται ευρέως σε αλεξίσφαιρα γιλέκα, θωράκιση οχημάτων,και προστασία των αεροσκαφών.
2Πώς τα κεραμικά εμποδίζουν τις σφαίρες
Όταν μια σφαίρα χτυπά μια κεραμική επιφάνεια, το βλήμα αμβλύνεται.Το αμβλύ βλήμα συνεχίζει να διαβρώνει αυτό το κατακερματισμένο στρώμαΤελικά, η ένταση τέντωσης στο εσωτερικό της κεραμικής προκαλεί τη διάσπαση της, μετά την οποία η πλακέτα παραμορφώνεται, απορροφώντας την εναπομείναντα ενέργεια.
Με πρακτικούς όρους:
3Σύγκριση των κοινών κεραμικών υλικών
Τα βασικά κεραμικά που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές αλεξίπτωτων είναι η αλουμίνη (Al2O3), το καρβίδιο του πυριτίου (SiC), το καρβίδιο του βορίου (B4C), το νιτρίδιο του πυριτίου (Si3N4) και το βορίδιο του τιτανίου (TiB2).και B4C είναι τα πιο ευρέως υιοθετημένα.
Τύπος κεραμικής | Σφιχτότητα (g/cm3) | Ελαστικός Μοδούλος (GPa) | Δυσκαρδία του κόκαλου (kg/mm2) | Δυνατότητα σπασμού (MPa·m-2) |
---|---|---|---|---|
Al2O3 | 3.89 | 340 | 1800 | 2.8 ∙4.5 |
B4C | 2.50 | 400 | 2900 | 2.8 ∙4.3 |
SiC | 3.16 | 408 ̇ 451 | 2500 | 4.06.4 |
Βασικές παρατηρήσεις:
Αλουμίνιο (Al2O3):
Η υψηλότερη πυκνότητα (βαρύτερες πλάκες) αλλά40% ελαφρύτερο από το χάλυβαμε ισοδύναμη προστασία.
Κατώτερη σκληρότητα και αντοχή αλλάχαμηλότερο κόστος.
Οι ώριμες διαδικασίες παραγωγής εξασφαλίζουν σταθερότητα διαστάσεων και αξιοπιστία.
Καρβίδιο του πυριτίου (SiC):
Κατώτερη πυκνότητα από την Al2O3, συγκρίσιμη με την πολυαιθυλένιο (PE).
4×5× ακριβότερο από το Al2O3 αλλά προσφέρει καλύτερη φορητότητα και μειωμένη κόπωση.
Καρβίδιο βορίου (B4C):
Η υψηλότερη σκληρότητα και το ελαφρύτερο βάρος αλλάεξαιρετικά δαπανηρό(8×10 φορές ακριβότερο από το SiC).
Περιορισμένο πλεονέκτημα πυκνότητας έναντι SiC.Πυροσβεστική ΙΙΙή πελάτες υψηλού επιπέδου.
1Γιατί οι κεραμικές ύλες είναι αλεξίσφαιρες;
Η κεραμική παρουσιάζει αλεξίσφαιρες ιδιότητες λόγω της υψηλής ειδικής δυσκαμψίας, της υψηλής ειδικής αντοχής και της χημικής αδράνειας σε διάφορα περιβάλλοντα.Η κεραμική υπερέχει στην αντίσταση στις επιπτώσεις των βλημάτων.Αν και τα μεταλλικά υλικά υποβάλλονται σε πλαστική παραμόρφωση και απορροφούν ενέργεια, η κεραμική μόλις και μετά βίας παραμορφώνεται πλαστικά.η κεραμική επιφάνεια σχηματίζει μια λεπτά διασπασμένηΑυτό κάνει την προηγμένη κεραμική εξαιρετικά ελκυστική για τα συστήματα θωράκισης, που χρησιμοποιούνται ευρέως σε αλεξίσφαιρα γιλέκα, θωράκιση οχημάτων,και προστασία των αεροσκαφών.
2Πώς τα κεραμικά εμποδίζουν τις σφαίρες
Όταν μια σφαίρα χτυπά μια κεραμική επιφάνεια, το βλήμα αμβλύνεται.Το αμβλύ βλήμα συνεχίζει να διαβρώνει αυτό το κατακερματισμένο στρώμαΤελικά, η ένταση τέντωσης στο εσωτερικό της κεραμικής προκαλεί τη διάσπαση της, μετά την οποία η πλακέτα παραμορφώνεται, απορροφώντας την εναπομείναντα ενέργεια.
Με πρακτικούς όρους:
3Σύγκριση των κοινών κεραμικών υλικών
Τα βασικά κεραμικά που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές αλεξίπτωτων είναι η αλουμίνη (Al2O3), το καρβίδιο του πυριτίου (SiC), το καρβίδιο του βορίου (B4C), το νιτρίδιο του πυριτίου (Si3N4) και το βορίδιο του τιτανίου (TiB2).και B4C είναι τα πιο ευρέως υιοθετημένα.
Τύπος κεραμικής | Σφιχτότητα (g/cm3) | Ελαστικός Μοδούλος (GPa) | Δυσκαρδία του κόκαλου (kg/mm2) | Δυνατότητα σπασμού (MPa·m-2) |
---|---|---|---|---|
Al2O3 | 3.89 | 340 | 1800 | 2.8 ∙4.5 |
B4C | 2.50 | 400 | 2900 | 2.8 ∙4.3 |
SiC | 3.16 | 408 ̇ 451 | 2500 | 4.06.4 |
Βασικές παρατηρήσεις:
Αλουμίνιο (Al2O3):
Η υψηλότερη πυκνότητα (βαρύτερες πλάκες) αλλά40% ελαφρύτερο από το χάλυβαμε ισοδύναμη προστασία.
Κατώτερη σκληρότητα και αντοχή αλλάχαμηλότερο κόστος.
Οι ώριμες διαδικασίες παραγωγής εξασφαλίζουν σταθερότητα διαστάσεων και αξιοπιστία.
Καρβίδιο του πυριτίου (SiC):
Κατώτερη πυκνότητα από την Al2O3, συγκρίσιμη με την πολυαιθυλένιο (PE).
4×5× ακριβότερο από το Al2O3 αλλά προσφέρει καλύτερη φορητότητα και μειωμένη κόπωση.
Καρβίδιο βορίου (B4C):
Η υψηλότερη σκληρότητα και το ελαφρύτερο βάρος αλλάεξαιρετικά δαπανηρό(8×10 φορές ακριβότερο από το SiC).
Περιορισμένο πλεονέκτημα πυκνότητας έναντι SiC.Πυροσβεστική ΙΙΙή πελάτες υψηλού επιπέδου.