Jest to ceramika używana do produkcji płyt kuloodpornych

③Najczęściej używanekuloodpornymateriał ceramiczny

Od XXI wieku ceramika kuloodporna rozwija się w szybkim tempie. Istnieje wiele jej rodzajów, w tym tlenek glinu, węglik krzemu, węglik boru, azotek krzemu, borek tytanu itp., spośród których najczęściej stosowane są ceramika tlenku glinu (Al₂O₃), ceramika węglika krzemu (SiC) i ceramika węglika boru (B4C).

Ceramika glinowa ma najwyższą gęstość, ale stosunkowo niską twardość, próg przetwarzania jest niski, a cena jest niska. W zależności od czystości ceramikę glinową dzieli się na 85/90/95/99, a odpowiadająca jej twardość i cena również rosną.

Porównanie właściwości różnych ceramik kuloodpornych

Ceramika z węglika krzemu ma stosunkowo niską gęstość i dużą twardość, jest niedrogim materiałem konstrukcyjnym i jest najszerzej stosowanym materiałem kuloodpornym w Chinach.

Ceramika z węglika boru ma najmniejszą gęstość i największą twardość spośród tych ceramik, ale jednocześnie wymagania dotyczące technologii jej przetwarzania są również bardzo wysokie, ponieważ wymaga spiekania w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem, więc jest ona również najwyższa pod względem kosztów spośród tych trzech ceramik.

W porównaniu z tymi trzema bardziej popularnymi materiałami ceramicznymi kuloodpornymi, ceramika kuloodporna na bazie tlenku glinu jest najtańsza, ale jej właściwości kuloodporne są znacznie gorsze niż węglika krzemu i węglika boru. Dlatego obecnie produkcja ceramiki kuloodpornej na bazie węglika krzemu i węglika boru jest rzadkością w kraju. Monokrystaliczny tlenek glinu może być jednak używany do wytwarzania ceramiki transparentnej, która jest szeroko stosowana jako materiał transparentny z funkcją oświetlenia i jest stosowana w sprzęcie wojskowym, takim jak indywidualne maski kuloodporne dla żołnierzy, okna do wykrywania pocisków, okna obserwacyjne pojazdów oraz peryskopy okrętów podwodnych.

④Dwa najpopularniejsze kuloodporne materiały ceramiczne

Ceramika kuloodporna z węglika krzemu

Wiązanie kowalencyjne węglika krzemu jest bardzo mocne i zachowuje wysoką wytrzymałość w wysokich temperaturach. Ta cecha strukturalna zapewnia ceramice z węglika krzemu doskonałą wytrzymałość, wysoką twardość, odporność na zużycie, korozję, wysoką przewodność cieplną, dobrą odporność na szok termiczny i inne właściwości. Jednocześnie, ceramika z węglika krzemu jest umiarkowana, ekonomiczna i jest jednym z najbardziej obiecujących materiałów do ochrony pancerza o wysokiej wydajności.

Ceramika z węglika krzemu ma szerokie możliwości rozwoju w dziedzinie ochrony pancerza, a jej zastosowania w sprzęcie indywidualnym i pojazdach specjalistycznych są zróżnicowane. Biorąc pod uwagę koszt, specjalne zastosowania i inne czynniki, ceramika z węglika krzemu jest zazwyczaj niewielkim zestawem paneli ceramicznych i kompozytowej płyty tylnej, połączonych z ceramiczną płytą celowniczą, co zapobiega uszkodzeniom ceramiki spowodowanym naprężeniami rozciągającymi i zapewnia, że ​​penetracja pocisku rozbije tylko jeden element bez uszkodzenia całego pancerza.

Ceramika kuloodporna z węglika boru

Węglik boru jest materiałem o twardości znanej po diamencie i sześciennym azotku boru, supertwardym, o twardości do 3000 kg/mm²; Gęstość jest niska, tylko 2,52 g/cm³, co stanowi 1/3 stali; Wysoki moduł sprężystości, 450 GPa; 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 alkaliczną, w temperaturze pokojowej nie reaguje z kwasami i zasadami oraz większością cieczy związków nieorganicznych, tylko w mieszaninie kwasu fluorowodorowego i siarkowego, kwasu fluorowodorowego i azotowego ma powolną korozję; A większość stopionych metali nie zwilża się, nie działa. Węglik boru ma również dobrą zdolność pochłaniania neutronów, czego nie mają inne materiały ceramiczne. B4C charakteryzuje się najniższą gęstością spośród kilku powszechnie stosowanych materiałów ceramicznych stosowanych w pancerzach, w połączeniu z wysokim modułem sprężystości, co czyni go dobrym wyborem do materiałów stosowanych w pancerzach wojskowych i w zastosowaniach kosmicznych. Głównym problemem B4C jest jego wysoka cena (około 10 razy wyższa niż tlenku glinu) i kruchość, co ogranicza jego szerokie zastosowanie jako jednofazowego pancerza ochronnego.

⑤Metoda przygotowania ceramiki kuloodpornej.

Ulepszenie ceramiki kuloodpornej

Chociaż potencjał kuloodporności węglika krzemu i węglika boru jest bardzo duży, nie można ignorować problemu odporności na pękanie i niskiej kruchości ceramiki jednofazowej. Rozwój współczesnej nauki i technologii postawił przed ceramiką kuloodporną nowe wymagania dotyczące funkcjonalności i ekonomiczności: wielofunkcyjności, wysokiej wydajności, lekkości, niskich kosztów i bezpieczeństwa. Dlatego w ostatnich latach eksperci i naukowcy dążą do osiągnięcia wytrzymałości, lekkości i ekonomiczności ceramiki poprzez mikroregulację, w tym wieloskładnikowe kompozyty ceramiczne, funkcjonalną ceramikę gradientową, warstwową konstrukcję itp., a taki pancerz będzie lżejszy w porównaniu z dzisiejszym pancerzem i lepiej poprawi mobilność jednostek bojowych.

Ceramika funkcjonalnie gradientowa wykazuje regularne zmiany właściwości materiału poprzez mikrokosmiczny projekt. Na przykład, w przypadku borku tytanu, tytanu metalicznego i tlenku glinu, węglika krzemu, węglika boru, azotku krzemu i metaloaluminiowego oraz innych metalowo-ceramicznych systemów kompozytowych, gradient zmian grubości pozwala na uzyskanie wysokiej twardości, która przekształca się w ceramikę kuloodporną o wysokiej wytrzymałości.

Nanometrowa ceramika wielofazowa składa się z submikronowych lub nanometrycznych cząstek dyspersyjnych dodanych do matrycy ceramicznej. Twardość, wytrzymałość i wytrzymałość ceramiki, takiej jak SiC-Si3N4-Al2O3, B4C-SiC itp., ulegają znacznej poprawie. Donoszono, że kraje zachodnie badają spiekanie nanoproszków w celu uzyskania ceramiki o wielkości ziaren rzędu dziesiątek nanometrów, co pozwoliłoby uzyskać wytrzymałość i udarność materiału. Oczekuje się, że ceramika kuloodporna osiągnie w tym zakresie duży przełom.

Zsumować

Niezależnie od tego, czy chodzi o ceramikę jednofazową, czy wielofazową, najlepsze materiały ceramiczne kuloodporne, czy nierozerwalnie związane z węglikiem krzemu i węglikiem boru, te dwa materiały. Zwłaszcza w przypadku materiałów z węglika boru, wraz z rozwojem technologii spiekania, doskonałe właściwości ceramiki z węglika boru zyskują na znaczeniu, a ich zastosowania w dziedzinie materiałów kuloodpornych będą nadal rozwijane.