W powszechnym mniemaniu ceramika jest krucha. Jednak po zastosowaniu nowoczesnych technologii obróbki ceramika „przekształciła się”, stając się twardym, wytrzymałym nowym materiałem, szczególnie w dziedziniekuloodpornyWśród materiałów o szczególnych właściwościach fizycznych ceramika zyskuje coraz większą popularność jako materiał kuloodporny.
①Thekuloodpornyzasada materiałów ceramicznych
Podstawową zasadą ochrony pancerza jest pochłanianie energii pocisku, spowolnienie go i unieszkodliwienie. Większość tradycyjnych materiałów inżynieryjnych, takich jak metale, pochłania energię poprzez odkształcenie plastyczne konstrukcji, podczas gdy materiały ceramiczne pochłaniają energię poprzez proces mikrokruszenia.
Proces absorpcji energii przez ceramikę kuloodporną można podzielić na trzy etapy:
(1) Początkowy etap uderzenia: pocisk uderza w powierzchnię ceramiki, powodując stępienie głowicy i pochłaniając energię podczas procesu kruszenia i formowania małych, twardych fragmentów na powierzchni ceramiki;
(2) Etap erozji: stępiony pocisk kontynuuje erozję odłamków, tworząc ciągłą warstwę odłamków ceramicznych;
(3) Etapy odkształcenia, pękania i pękania: Na koniec w ceramice powstają naprężenia rozciągające, które powodują jej rozbicie. Następnie płyta tylna ulega odkształceniu, a cała pozostała energia jest absorbowana przez odkształcenie materiału płyty tylnej. Podczas uderzenia pocisku w ceramikę, zarówno pocisk, jak i ceramika ulegają uszkodzeniu.
②Wymagania dotyczące właściwości materiałowych ceramiki kuloodpornej
Ze względu na kruchość samej ceramiki, pęka ona pod wpływem uderzenia pocisku, a nie odkształcenia plastycznego. Pod wpływem obciążenia rozciągającego pęknięcie następuje najpierw w obszarach niejednorodnych, takich jak pory i granice ziaren. Dlatego, aby zminimalizować mikroskopijną koncentrację naprężeń, ceramika pancerna powinna charakteryzować się wysoką jakością, niską porowatością (do 99% teoretycznej wartości gęstości) i drobnoziarnistą strukturą.
| Nieruchomość | Wpływ na wydajność kuloodporną |
| Gęstość | Jakość systemu pancernego |
| Twardość | Stopień uszkodzenia pocisku |
| Moduł sprężystości | Transmisja fal naprężeń |
| Intensywność | Odporność na wielokrotne uderzenia |
| Wytrzymałość na pękanie | Odporność na wielokrotne uderzenia |
| Wzór złamania | Zdolność do pochłaniania energii |
| Mikrostruktura (wielkość ziarna, druga faza, przemiana fazowa lub amorficzna (wywołana naprężeniem), porowatość) | Dotyczy wszystkich parametrów opisanych w lewej kolumnie |
Właściwości materiałów i ich wpływ na właściwości kuloodporne
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.
Czas publikacji: 22-11-2023