1Dlaczego ceramika jest kuloodporna?
Ceramika wykazuje właściwości kuloodporne ze względu na wysoką sztywność, wysoką wytrzymałość i obojętność chemiczną w różnych środowiskach.Ceramika jest odporna na uderzenia pocisków.Podczas gdy materiały metalowe podlegają plastikowej deformacji i pochłaniają energię, ceramika ledwo deformacji plastycznej.powierzchnia ceramiczna tworzy delikatnie rozdrobnionąTo sprawia, że zaawansowana ceramika jest bardzo atrakcyjna dla systemów pancernych, szeroko stosowanych w kamizelkach kuloodpornych, pancerzach pojazdów,i ochrony lotniczej.
2Jak materiały ceramiczne zatrzymują kule
Kiedy kula uderza w ceramiczną powierzchnię, pocisk jest stępiony.Wstrząs ciągle niszczy fragmenty warstwyWreszcie, naprężenie napędowe w obrębie ceramiki powoduje jej rozbicie, po czym plecy deformują się, absorbując pozostałą energię.
W praktyce:
3Porównanie powszechnych materiałów ceramicznych kuloodpornych
Do kluczowych ceramik stosowanych w zastosowaniach kuloodpornych należą alumina (Al2O3), węglik krzemowy (SiC), węglik borowy (B4C), azotryn krzemowy (Si3N4) i borek tytanu (TiB2).i B4C są najczęściej stosowane.
Rodzaj ceramiki | Gęstość (g/cm3) | Moduł elastyczny (GPa) | Twardość węzła (kg/mm2) | Twardota na złamanie (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 | 4.0 ¢6.4 |
Kluczowe uwagi:
Alumina (Al2O3):
Najwyższa gęstość (cięższe płyty) ale40% lżejszy niż stalz równoważną ochroną.
Obniżenie twardości i wytrzymałości, alenajniższy koszt.
Dojrzałe procesy produkcyjne zapewniają stabilność wymiarową i niezawodność.
Karbyd krzemowy (SiC):
Gęstość mniejsza niż w przypadku Al2O3, porównywalna z polietylenem (PE).
4×5× droższy niż Al2O3, ale oferuje lepszą nośność i zmniejszone zmęczenie.
Karbid borowy (B4C):
Najwyższa twardość i najlżejsza waga, alebardzo kosztowne(8×10 razy droższa niż SiC).
Ograniczona gęstość przewagi nad SiC. Zazwyczaj zarezerwowana dlaPancerz NIJ poziomu IVlub klientów wysokiej klasy.
1Dlaczego ceramika jest kuloodporna?
Ceramika wykazuje właściwości kuloodporne ze względu na wysoką sztywność, wysoką wytrzymałość i obojętność chemiczną w różnych środowiskach.Ceramika jest odporna na uderzenia pocisków.Podczas gdy materiały metalowe podlegają plastikowej deformacji i pochłaniają energię, ceramika ledwo deformacji plastycznej.powierzchnia ceramiczna tworzy delikatnie rozdrobnionąTo sprawia, że zaawansowana ceramika jest bardzo atrakcyjna dla systemów pancernych, szeroko stosowanych w kamizelkach kuloodpornych, pancerzach pojazdów,i ochrony lotniczej.
2Jak materiały ceramiczne zatrzymują kule
Kiedy kula uderza w ceramiczną powierzchnię, pocisk jest stępiony.Wstrząs ciągle niszczy fragmenty warstwyWreszcie, naprężenie napędowe w obrębie ceramiki powoduje jej rozbicie, po czym plecy deformują się, absorbując pozostałą energię.
W praktyce:
3Porównanie powszechnych materiałów ceramicznych kuloodpornych
Do kluczowych ceramik stosowanych w zastosowaniach kuloodpornych należą alumina (Al2O3), węglik krzemowy (SiC), węglik borowy (B4C), azotryn krzemowy (Si3N4) i borek tytanu (TiB2).i B4C są najczęściej stosowane.
Rodzaj ceramiki | Gęstość (g/cm3) | Moduł elastyczny (GPa) | Twardość węzła (kg/mm2) | Twardota na złamanie (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 | 4.0 ¢6.4 |
Kluczowe uwagi:
Alumina (Al2O3):
Najwyższa gęstość (cięższe płyty) ale40% lżejszy niż stalz równoważną ochroną.
Obniżenie twardości i wytrzymałości, alenajniższy koszt.
Dojrzałe procesy produkcyjne zapewniają stabilność wymiarową i niezawodność.
Karbyd krzemowy (SiC):
Gęstość mniejsza niż w przypadku Al2O3, porównywalna z polietylenem (PE).
4×5× droższy niż Al2O3, ale oferuje lepszą nośność i zmniejszone zmęczenie.
Karbid borowy (B4C):
Najwyższa twardość i najlżejsza waga, alebardzo kosztowne(8×10 razy droższa niż SiC).
Ograniczona gęstość przewagi nad SiC. Zazwyczaj zarezerwowana dlaPancerz NIJ poziomu IVlub klientów wysokiej klasy.