Sejak awal tahun ini, konflik global seperti konflik Russia Ukraine dan konflik Palestin Israel telah menarik perhatian meluas di seluruh dunia. Dalam persekitaran global sedemikian, pertahanan negara pelbagai negara secara beransur-ansur menjadi tegang, yang telah menjadikan pasaran untuk beberapa bahan ketenteraan sangat panas baru-baru ini. Antaranya, sebagai dua gergasi dalam industri seramik kalis peluru, silikon karbida dan boron karbida pastinya tidak akan hadir. Adakah anda tahu mengapa seramik kalis peluru? Apakah keperluan prestasi seramik kalis peluru untuk bahan? Mari kita terokai bersama-sama.
Apakah prinsip kalis peluru bahan seramik?
Prinsip asas perlindungan perisai adalah menggunakan tenaga peluru, melambatkan peluru, dan mencapai ketidakmudaratan. Sebahagian besar bahan kejuruteraan tradisional, seperti bahan logam, menyerap tenaga melalui ubah bentuk plastik struktur, manakala bahan seramik menyerap tenaga melalui proses penghancuran mikro. Proses penyerapan tenaga seramik kalis peluru boleh dibahagikan secara kasar kepada tiga peringkat:
Peringkat impak awal:
Peluru itu menjejaskan permukaan seramik, menyebabkan kepala peledak menjadi tumpul dan menyerap tenaga semasa proses menghancurkan dan membentuk serpihan kecil dan keras pada permukaan seramik;
Peringkat hakisan:
Peluru tumpul terus menghakis kawasan yang berpecah-belah, membentuk lapisan serpihan seramik yang berterusan;
Peringkat ubah bentuk, retak dan patah:
Akhirnya, tegasan tegangan dijana dalam seramik, menyebabkan ia patah. Selepas itu, panel belakang berubah bentuk, dan semua tenaga yang tinggal diserap oleh ubah bentuk bahan panel belakang. Semasa proses hentaman peluru pada seramik, kedua-dua peluru dan seramik rosak.
Apakah keperluan untuk sifat bahan seramik kalis peluru?
Disebabkan oleh kerapuhan seramik itu sendiri, mereka mengalami patah dan bukannya ubah bentuk plastik apabila tertakluk kepada hentaman peluru. Di bawah beban tegangan, patah pertama berlaku di kawasan heterogen seperti liang dan sempadan butiran. Oleh itu, untuk meminimumkan kepekatan tegasan mikro, seramik perisai haruslah seramik berkualiti tinggi dengan keliangan rendah (sehingga 99% daripada nilai ketumpatan teori) dan struktur butiran halus.
Terdapat banyak jenis bahan seramik kalis peluru, termasuk alumina, silikon karbida, boron karbida, silikon nitrida, titanium borida, dan lain-lain. Antaranya, seramik alumina (Al2O3), seramik silikon karbida (SiC), dan seramik boron karbida (B4C) adalah yang paling banyak digunakan. Seramik aluminium oksida mempunyai ketumpatan tertinggi, tetapi kekerasan yang agak rendah, ambang pemprosesan yang lebih rendah, dan harga yang lebih rendah. Mengikut ketulenan, mereka dibahagikan kepada 85/90/95/99 seramik aluminium oksida, dan kekerasan dan harga yang sepadan juga meningkat secara berurutan.
Silikon karbida dan boron karbida sebagai bahan mentah untuk bahan kalis peluru?
Silikon karbida mempunyai ikatan kovalen yang sangat kuat dan masih mempunyai ikatan kekuatan tinggi pada suhu tinggi. Ciri struktur ini memberikan seramik silikon karbida dengan sifat yang sangat baik seperti kekuatan, kekerasan tinggi, rintangan haus, rintangan kakisan, kekonduksian haba yang tinggi dan rintangan kejutan haba yang baik. Pada masa yang sama, seramik silikon karbida berharga sederhana dan kos efektif, yang merupakan seramik kalis peluru yang paling banyak digunakan di China dan salah satu bahan perlindungan perisai berprestasi tinggi yang paling menjanjikan. Seramik SiC mempunyai ruang pembangunan yang luas dalam bidang perlindungan perisai, dan aplikasinya dalam bidang peralatan individu dan kenderaan khas cenderung untuk dipelbagaikan. Sebagai bahan perisai pelindung, dengan mengambil kira faktor-faktor seperti kos dan aplikasi khas, panel seramik kecil dan papan belakang komposit biasanya diikat untuk membentuk sasaran komposit seramik untuk mengatasi kegagalan seramik yang disebabkan oleh tegasan tegangan, dan untuk memastikan bahawa hanya satu bahagian. dihancurkan tanpa memusnahkan keseluruhan perisai apabila peluru menembusi.
Boron karbida ialah bahan superhard yang kekerasannya adalah kedua selepas berlian dan boron nitrida padu. Di antara seramik ini, kekerasan adalah yang paling tinggi dan ketumpatan adalah yang paling rendah, hanya 2.52g/cm3, iaitu 1/3 daripada keluli. Modulus anjal yang tinggi, pekali pengembangan haba yang rendah dan kekonduksian terma yang tinggi. Di samping itu, boron karbida mempunyai kestabilan kimia yang baik, rintangan kakisan asid dan alkali, dan tidak bertindak balas dengan asid dan alkali dan kebanyakan cecair sebatian tak organik pada suhu bilik; Dan tidak basah dan tidak reaktif dengan kebanyakan logam cair. Boron karbida juga mempunyai keupayaan penyerapan neutron yang baik, yang tidak dimiliki oleh bahan seramik lain. B4C mempunyai ketumpatan paling rendah antara beberapa seramik perisai yang biasa digunakan, dan modulus keanjalannya yang tinggi menjadikannya pilihan yang baik untuk perisai tentera dan bahan angkasa. Tetapi pada masa yang sama, ia juga memerlukan teknologi pemprosesan tinggi, yang memerlukan pensinteran suhu tinggi dan tekanan tinggi, jadi kosnya adalah yang tertinggi di antara tiga seramik (kira-kira 10 kali ganda alumina), yang mengehadkan penggunaannya yang luas sebagai satu- perisai pelindung fasa. Membandingkan ketiga-tiga jenis bahan seramik kalis peluru biasa ini, seramik kalis peluru alumina mempunyai kos yang paling rendah, tetapi prestasi kalis pelurunya jauh lebih teruk daripada silikon karbida dan boron karbida. Oleh itu, silikon karbida dan boron karbida telah menjadi dua bahan seramik kalis peluru yang paling popular, yang kebanyakannya dalam unit pengeluaran seramik kalis peluru domestik, manakala seramik alumina jarang berlaku. Walau bagaimanapun, alumina kristal tunggal boleh digunakan untuk menyediakan seramik telus, yang digunakan secara meluas sebagai bahan telus dengan fungsi optik, dan digunakan untuk peralatan ketenteraan seperti topeng kalis peluru individu, tingkap pengesanan peluru berpandu, tingkap pemerhatian kenderaan, periskop kapal selam dan sebagainya. .
Maklumat dalam artikel ini datang dari Internet dan tidak digunakan sebagai nasihat rawatan atau nasihat pelaburan. Jika artikel ini mempunyai kesan ke atas hak dan kepentingan anda atau berminat dengan produk ini, sila hubungi kami tepat pada masanya supaya kami dapat memberikan anda lebih banyak bantuan