В представлении людей керамика — хрупкий материал. Однако после обработки современными технологиями керамика «трансформировалась», превратившись в новый твердый и высокопрочный материал, особенно востребованный в области...пуленепробиваемыйСреди материалов со специальными физическими свойствами керамика блистательно проявляет себя, становясь очень популярным пуленепробиваемым материалом.
①Theпуленепробиваемыйпринцип керамических материалов
Основной принцип бронезащиты заключается в поглощении энергии снаряда, его замедлении и обезвреживании. Большинство традиционных конструкционных материалов, таких как металлы, поглощают энергию за счет пластической деформации конструкции, в то время как керамические материалы поглощают энергию за счет процесса микроразрушения.
Процесс поглощения энергии пуленепробиваемой керамикой можно условно разделить на три этапа:
(1) Начальная стадия удара: Снаряд ударяется о керамическую поверхность, затупляя боеголовку и поглощая энергию в процессе измельчения и образования мелких и твердых фрагментов на керамической поверхности;
(2) Стадия эрозии: Затупившийся снаряд продолжает размывать фрагментированную область, образуя сплошной слой керамических фрагментов;
(3) Стадии деформации, растрескивания и разрушения: Наконец, в керамике возникает растягивающее напряжение, вызывающее ее разрушение. Впоследствии задняя пластина деформируется, и вся оставшаяся энергия поглощается деформацией материала задней пластины. В процессе удара снаряда по керамике повреждаются как снаряд, так и керамика.
②Требования к материальным свойствам пуленепробиваемой керамики
Из-за хрупкости самой керамики, при ударе снаряда происходит разрушение, а не пластическая деформация. Под действием растягивающей нагрузки разрушение сначала происходит в неоднородных областях, таких как поры и границы зерен. Поэтому, чтобы минимизировать микроскопическую концентрацию напряжений, броневая керамика должна быть высокого качества с низкой пористостью (до 99% от теоретической плотности) и мелкозернистой структурой.
| Свойство | Влияние на пуленепробиваемость |
| Плотность | Качество бронесистемы |
| Твердость | Степень повреждения снаряда |
| Модуль упругости | Передача волновых напряжений |
| Интенсивность | Устойчивость к многократным ударам |
| Вязкость разрушения | Устойчивость к многократным ударам |
| Характер излома | Способность поглощать энергию |
| Микроструктура (размер зерен, вторая фаза, фазовый переход или аморфная (вызванная напряжением), пористость) | Влияет на все параметры производительности, описанные в левой колонке. |
Свойства материалов и их влияние на пуленепробиваемые свойства.
Керамика из карбида кремния отличается относительно низкой плотностью, высокой твердостью и является экономически выгодным конструкционным материалом, поэтому она также является наиболее широко используемой пуленепробиваемой керамикой в Китае.
Керамика на основе карбида бора обладает самой низкой плотностью и самой высокой твердостью среди этих видов керамики, но в то же время к технологиям ее обработки предъявляются очень высокие требования, включая высокотемпературное и высокодавленческое спекание, поэтому и стоимость у нее самая высокая среди этих трех видов керамики.
Дата публикации: 22 ноября 2023 г.