Jest to ceramika przeznaczona do produkcji płyt kuloodpornych

③Najpowszechniej używany kuloodporny materiał ceramiczny

Od XXI wieku ceramika kuloodporna szybko się rozwinęła i istnieje wiele jej rodzajów, w tym tlenek glinu, węglik krzemu, węglik boru, azotek krzemu, borek tytanu itp., wśród których znajdują się ceramika z tlenku glinu (Al₂O₃), ceramika z węglika krzemu (SiC), Najczęściej stosowana jest ceramika z węglika boru (B4C).

Ceramika z tlenku glinu ma najwyższą gęstość, ale twardość jest stosunkowo niska, próg przetwarzania jest niski, cena jest niska, w zależności od czystości dzieli się na ceramikę z tlenku glinu 85/90/95/99, odpowiednia twardość i cena również są zwiększone z kolei.

Porównanie właściwości różnych ceramik kuloodpornych

Gęstość ceramiki z węglika krzemu jest stosunkowo niska, ma wysoką twardość, jest opłacalną ceramiką konstrukcyjną, dlatego jest również najczęściej stosowaną ceramiką kuloodporną w Chinach.

Ceramika z węglika boru ma najniższą gęstość i najwyższą twardość spośród tych ceramiki, ale jednocześnie ich wymagania dotyczące technologii przetwarzania są również bardzo wysokie, wymagają spiekania w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem, więc koszt jest również najwyższy spośród tych trzech ceramiki.

W porównaniu z tymi trzema bardziej powszechnymi kuloodpornymi materiałami ceramicznymi, kuloodporna ceramika z tlenku glinu ma najniższy koszt, ale właściwości kuloodporne są znacznie mniejsze niż węglika krzemu i węglika boru, dlatego obecne krajowe jednostki produkcyjne kuloodpornej ceramiki z węglika krzemu i węglika boru są kuloodporne, podczas gdy ceramika z tlenku glinu jest rzadka.Jednakże monokrystaliczny tlenek glinu można wykorzystać do przygotowania przezroczystej ceramiki, która jest szeroko stosowana jako przezroczyste materiały o funkcjach świetlnych i znajduje zastosowanie w sprzęcie wojskowym, takim jak kuloodporne maski poszczególnych żołnierzy, okna do wykrywania rakiet, okna do obserwacji pojazdów i peryskopy łodzi podwodnych.

④Dwa najpopularniejsze kuloodporne materiały ceramiczne

Ceramika kuloodporna z węglika krzemu

Wiązanie kowalencyjne węglika krzemu jest bardzo mocne i nadal zapewnia wysoką wytrzymałość wiązania w wysokiej temperaturze.Ta cecha strukturalna zapewnia ceramice z węglika krzemu doskonałą wytrzymałość, wysoką twardość, odporność na zużycie, odporność na korozję, wysoką przewodność cieplną, dobrą odporność na szok termiczny i inne właściwości.Jednocześnie cena ceramiki z węglika krzemu jest umiarkowana, opłacalna i jest jednym z najbardziej obiecujących, wysokowydajnych materiałów ochronnych.

Ceramika z węglika krzemu ma szeroką przestrzeń rozwojową w dziedzinie zabezpieczeń pancernych, a jej zastosowania w sprzęcie indywidualnym i pojazdach specjalnych są zdywersyfikowane.W przypadku stosowania jako ochronny materiał na pancerz, biorąc pod uwagę koszty, specjalne zastosowania i inne czynniki, zwykle jest to niewielki układ paneli ceramicznych i kompozytowej płyty montażowej połączonych z płytką docelową z kompozytu ceramicznego, aby przezwyciężyć uszkodzenia ceramiki spowodowane naprężeniami rozciągającymi i aby zapewnić, że penetracja pocisku rozbije tylko jeden element, nie uszkadzając całego pancerza.

Ceramika kuloodporna z węglika boru

Węglik boru to twardość znanych materiałów po supertwardym materiale diamentowym i sześciennym azotku boru, o twardości do 3000 kg/mm²;Gęstość jest niska, tylko 2,52 g/cm3, co stanowi 1/3 stali;Wysoki moduł sprężystości, 450GPa;Wysoka temperatura topnienia, około 2447 ℃;Współczynnik rozszerzalności cieplnej jest niski, a przewodność cieplna wysoka.Ponadto węglik boru ma dobrą stabilność chemiczną, odporność na korozję kwasową i zasadową, w temperaturze pokojowej nie reaguje z kwasami i zasadami oraz większością cieczy złożonych nieorganicznych, tylko w kwasie fluorowodorowym i kwasie siarkowym, mieszana ciecz kwasu fluorowodorowego i kwasu azotowego ma powolną korozję ;A większość stopionych metali nie zwilża się, nie działa.Węglik boru ma również dobrą zdolność pochłaniania neutronów, która nie jest dostępna w innych materiałach ceramicznych.B4C ma najniższą gęstość spośród kilku powszechnie stosowanych ceramiki pancernej, w połączeniu z wysokim modułem sprężystości, co czyni go dobrym wyborem do materiałów stosowanych w wojskowych polach pancernych i kosmicznych.Głównym problemem B4C jest to, że jest drogi (około 10 razy większy od tlenku glinu) i kruchy, co ogranicza jego szerokie zastosowanie jako jednofazowego pancerza ochronnego.

⑤Metoda przygotowania ceramiki kuloodpornej.

Ulepszenie kuloodpornej ceramiki

Chociaż potencjał kuloodporności węglika krzemu i węglika boru jest bardzo duży, nie można zignorować problemu odporności na pękanie i słabej kruchości ceramiki jednofazowej.Rozwój współczesnej nauki i technologii postawił wymagania dotyczące funkcjonalności i ekonomii ceramiki kuloodpornej: wielofunkcyjność, wysoka wydajność, lekkość, niski koszt i bezpieczeństwo.Dlatego w ostatnich latach eksperci i uczeni mają nadzieję osiągnąć wzmocnienie, lekkość i ekonomiczność ceramiki poprzez mikroregulację, w tym wieloskładnikowy kompozyt systemu ceramicznego, funkcjonalną ceramikę gradientową, konstrukcję warstwową itp., a taki pancerz jest lekki w wagę w porównaniu z dzisiejszym pancerzem i lepiej poprawić mobilność jednostek bojowych.

Ceramika o stopniowanej funkcjonalności wykazuje regularne zmiany właściwości materiału dzięki mikrokosmicznemu projektowi.Na przykład borek tytanu i metaliczny tytan i tlenek glinu, węglik krzemu, węglik boru, azotek krzemu i metal aluminiowy oraz inne systemy kompozytowe metal/ceramika, wydajność zmiany gradientu wzdłuż położenia grubości, to znaczy przygotowanie o wysokiej twardości przejście na ceramikę kuloodporną o wysokiej wytrzymałości.

Nanometrowa ceramika wielofazowa składa się z submikronowych lub nanometrowych cząstek dyspersji dodanych do ceramiki matrycowej.Tak jak SiC-Si3N4-Al2O3, B4C-SiC itp., twardość, wytrzymałość i wytrzymałość ceramiki uległy pewnej poprawie.Donoszono, że kraje zachodnie badają spiekanie proszku w skali nano w celu przygotowania ceramiki o wielkości ziaren kilkudziesięciu nanometrów w celu uzyskania wytrzymałości i wytrzymałości materiału, a oczekuje się, że ceramika kuloodporna dokona wielkiego przełomu w tym zakresie.

Podsumować

Niezależnie od tego czy jest to ceramika jednofazowa czy ceramika wielofazowa, najlepsze kuloodporne materiały ceramiczne czy nierozerwalnie związany z węglikiem krzemu, węglikiem boru te dwa materiały.Zwłaszcza w przypadku materiałów z węglika boru, wraz z rozwojem technologii spiekania, doskonałe właściwości ceramiki z węglika boru stają się coraz bardziej widoczne, a ich zastosowania w dziedzinie kuloodporności będą dalej rozwijane.