a alta rigidez específica, alta resistência específica e inércia química em ambientes complexos de materiais cerâmicos, bem como a baixa densidade, alta dureza e alta resistência à compressão de materiais metálicos, o tornam muito promissor na aplicação do sistema de blindagem, e tem sido amplamente usado na armadura protetora de roupas à prova de balas, veículos e aeronaves e outros equipamentos.

o princípio à prova de balas de material cerâmico

material de metal pode absorver a energia de ogiva através de deformação plástica, enquanto material cerâmico como material frágil, sua deformação plástica é quase 0. Portanto, sob o impacto de uma ogiva grande, materiais cerâmicos absorvem principalmente energia através do processo de micro-esmagamento, que pode Dividir-se-ão grosseiramente na fase inicial de impacto, na fase de erosão e na deformação e na fase de fratura. A superfície da cerâmica da armadura pode tornar a ogiva passivada e a superfície é esmagada em partículas pequenas e duras. quando o projétil contundente continua a se aprofundar, a cerâmica da armadura forma uma camada de fragmentos, e a tensão de tração dentro do material faz com que a cerâmica se frature, e a energia restante é absorvida pela placa traseira. a capacidade de absorção de energia das cerâmicas está relacionada à dureza e ao módulo de elasticidade das cerâmicas. geralmente, fatores de qualidade balística são usados ​​para medir de forma abrangente a resistência elástica das cerâmicas:

(na equação, e é o módulo elástico, h é a dureza, rho é a densidade).

Pode-se concluir que quanto maior o módulo de elasticidade e a dureza das cerâmicas, menor a densidade e maior a capacidade de absorção de energia cinética das cerâmicas, ou seja, melhor o desempenho à prova de balas.

gemini de material blindado à prova de balas

em suma, a alta dureza dos materiais cerâmicos permite passivar ou mesmo quebrar ogivas e absorver a energia das ogivas de alta velocidade através de seu próprio processo de quebra. Os materiais cerâmicos, por sua vez, têm menos da metade da densidade do aço, tornando-os ideais para blindagem móvel e proteção pessoal.

carboneto de silício e carboneto de boro as cerâmicas têm sido usadas há muito tempo no campo da armadura à prova de balas. As cerâmicas de carboneto de boro foram usadas pela primeira vez na década de 1960 para projetar coletes à prova de balas que foram instalados nos assentos dos pilotos de avião. depois, a armadura composta de cerâmica à prova de balas é composta de painel cerâmico e placa traseira de material compósito.

carboneto de boro é um forte composto de ligação covalente, a ligação covalente é até 93,9%, por isso tem as características de baixa densidade, alta resistência, estabilidade a altas temperaturas e boa estabilidade química. Também é mais fácil e mais barato fazer do que o diamante ou o nitreto de boro cúbico. Como o carboneto de boro, o carboneto de silício tem uma forte ligação covalente e uma ligação de alta resistência a alta temperatura, que conferem cerâmicas de carboneto de silício com excelente resistência, dureza e resistência ao desgaste.

como um material à prova de balas, é preparar os materiais acima para o pó e queimá-los em um bloco, de modo a se tornar um bloco de cerâmica com capacidade à prova de balas, e depois se integrar com outros ingredientes em um produto acabado que possa ser equipado.

módulo de elasticidade, módulo de elasticidade de cerâmica de alumina a cerca de 350 gpa e módulo elástico de carboneto de silício e carboneto de boro a cerca de 400 gpa, utilizando cerâmicas sinterizadas de carbeto de silício pelo Instituto de Módulo Elástico entre 360-380 gpa e britânicos e americanos países usam o mesmo módulo elástico de carboneto de silício sinterizado reação pode chegar a mais de 430 gpa.it pode ser visto que os três principais materiais cerâmicos blindados têm as características de alto módulo de elasticidade.

em termos de dureza, carboneto de boro & gt; carboneto de silício & gt; alumina.it vale a pena mencionar que os materiais de carboneto de tungstênio como a chave para a produção de materiais de metal duro, em comparação com carboneto de silício, dureza de carboneto de silício é 2 vezes de carboneto de tungstênio, 1/5 da densidade de carboneto de tungstênio, e força de 1400 ℃ para não cair.

em termos de resistência ao desgaste, carboneto de boro & gt; carboneto de silício & gt; alumina.de acordo com os dados medidos pelo instituto de metalurgia do pó da universidade centro sul, a resistência à abrasão de cerâmicas de alumina é 266 vezes maior do que o aço manganês e 171,5 vezes o de ferro fundido de alto cromo.esta shows, o desempenho do material cerâmico em dureza e a resistência ao desgaste é muito superior ao aço resistente ao desgaste e ao aço inoxidável.

outro desempenho, carboneto de boro na estabilidade térmica de alta temperatura é único, em comparação com alumina, seu coeficiente de expansão térmica é de 1/2, a 500 ℃, a condução de calor é tão alta quase uma ordem de magnitude, e quase 20 vezes para a térmica resistência ao choque. no entanto, a sua baixa tenacidade à fratura, baixa resistência à tração, propenso a fratura frágil, deve ser feita de painéis cerâmicos e compósito composto de cerâmico para aglutinar a cerâmica, para superar a falha de cerâmica devido à tensão de tração. feita colando o painel cerâmico disposto em pequenos pedaços com a placa traseira do material compósito, de modo que todo o painel cerâmico possa ser evitado para ser quebrado, e somente uma única peça de armadura pode ser esmagada quando o projétil invade.

Com o desenvolvimento de sistemas de blindagem leves e de alta eficiência, as vantagens das cerâmicas à prova de balas estão se tornando cada vez mais proeminentes. Como uma estrela binária de materiais à prova de balas e armaduras, o carboneto de silício e o carboneto de boro ainda têm grande espaço para melhorias.