Secondo la gente la ceramica è fragile.Tuttavia, dopo l'elaborazione tecnologica moderna, la ceramica si è “trasformata”, diventando un nuovo materiale duro e ad alta resistenza, soprattutto nel campo dei materiali antiproiettile con proprietà fisiche speciali, la ceramica sta brillando, diventando un materiale antiproiettile molto popolare.
①Il principio antiproiettile dei materiali ceramici
Il principio di base della protezione dell'armatura è consumare l'energia del proiettile, rallentarlo e renderlo innocuo.La maggior parte dei materiali tecnici tradizionali, come i materiali metallici, assorbono energia attraverso la deformazione plastica della struttura, mentre i materiali ceramici assorbono energia attraverso il processo di microfrantumazione.
Il processo di assorbimento dell’energia della ceramica antiproiettile può essere approssimativamente suddiviso in tre fasi:
(1) Fase di impatto iniziale: il proiettile colpisce la superficie ceramica, rendendo la testata smussata e assorbendo energia durante il processo di frantumazione e formando frammenti piccoli e duri sulla superficie ceramica;
(2) Fase di erosione: il proiettile smussato continua a erodere l'area frammentata, formando uno strato continuo di frammenti ceramici;
(3) Fasi di deformazione, fessurazione e frattura: infine, nella ceramica viene generato uno stress di trazione, che ne provoca la frantumazione.Successivamente, la piastra posteriore si deforma e tutta l'energia rimanente viene assorbita dalla deformazione del materiale della piastra posteriore.Durante il processo di impatto del proiettile sulla ceramica, sia il proiettile che la ceramica vengono danneggiati.
②Requisiti per le proprietà dei materiali della ceramica antiproiettile
A causa della fragilità della ceramica stessa, questa si frattura quando viene colpita dal proiettile piuttosto che dalla deformazione plastica.Sotto l'azione del carico di trazione, la frattura avviene dapprima nelle aree eterogenee come i pori e i bordi di grano.Pertanto, al fine di ridurre al minimo la concentrazione di stress microscopico, la ceramica dell'armatura dovrebbe essere di alta qualità con bassa porosità (fino al 99% del valore di densità teorico) e struttura a grana fine.
| Proprietà | Impatto sulle prestazioni a prova di proiettile |
| Densità | La qualità del sistema di armatura |
| Durezza | Il grado di danno al proiettile |
| Modulo di elasticità | Trasmissione delle onde di stress |
| Intensità | Resistenza a colpi multipli |
| Resistenza alla frattura | Resistenza a colpi multipli |
| Modello di frattura | La capacità di assorbire energia |
| Microstruttura (dimensione del grano, seconda fase, transizione di fase o amorfa (indotta da stress), porosità) | Influisce su tutte le prestazioni descritte nella colonna di sinistra |
Proprietà dei materiali e loro effetti sulle proprietà antiproiettile
La densità della ceramica al carburo di silicio è relativamente bassa, l'elevata durezza, è una ceramica strutturale economica, quindi è anche la ceramica antiproiettile più utilizzata in Cina.
Le ceramiche al carburo di boro hanno la densità più bassa e la durezza più alta tra queste ceramiche, ma allo stesso tempo, anche i loro requisiti per la tecnologia di lavorazione sono molto elevati, richiedendo sinterizzazione ad alta temperatura e alta pressione, quindi anche il costo è il più alto tra queste tre ceramiche.
Orario di pubblicazione: 22 novembre 2023