La gente cree que la cerámica es frágil.Sin embargo, después del procesamiento de la tecnología moderna, la cerámica se “transformó”, convirtiéndose en un nuevo material duro y de alta resistencia, especialmente en el campo de los materiales a prueba de balas con propiedades físicas especiales, la cerámica está brillando y convirtiéndose en un material a prueba de balas muy popular.
①El principio a prueba de balas de los materiales cerámicos.
El principio básico de la protección blindada es consumir la energía del proyectil, ralentizarlo y volverlo inofensivo.La mayoría de los materiales de ingeniería tradicionales, como los materiales metálicos, absorben energía mediante la deformación plástica de la estructura, mientras que los materiales cerámicos absorben energía mediante el proceso de microtrituración.
El proceso de absorción de energía de la cerámica a prueba de balas se puede dividir a grandes rasgos en tres etapas:
(1) Etapa de impacto inicial: el proyectil impacta la superficie cerámica, desafilando la ojiva y absorbiendo energía durante el proceso de trituración y formación de fragmentos pequeños y duros en la superficie cerámica;
(2) Etapa de erosión: el proyectil desafilado continúa erosionando el área fragmentada, formando una capa continua de fragmentos cerámicos;
(3) Etapas de deformación, agrietamiento y fractura: finalmente, se genera una tensión de tracción en la cerámica que hace que se rompa.Posteriormente, la placa posterior se deforma y toda la energía restante es absorbida por la deformación del material de la placa posterior.Durante el proceso de impacto del proyectil sobre la cerámica, tanto el proyectil como la cerámica resultan dañados.
②Requisitos para las propiedades del material de la cerámica a prueba de balas.
Debido a la fragilidad de la cerámica en sí, se fractura cuando impacta el proyectil en lugar de sufrir una deformación plástica.Bajo la acción de una carga de tracción, la fractura ocurre primero en áreas heterogéneas como poros y límites de grano.Por lo tanto, para minimizar la concentración de tensión microscópica, la cerámica de la armadura debe ser de alta calidad con baja porosidad (hasta el 99% del valor de densidad teórico) y estructura de grano fino.
| Propiedad | Impacto en el rendimiento a prueba de balas |
| Densidad | La calidad del sistema de armadura. |
| Dureza | El grado de daño al proyectil. |
| Módulo de elasticidad | Transmisión de ondas de estrés |
| Intensidad | Resistencia a múltiples golpes. |
| Tenacidad a la fractura | Resistencia a múltiples golpes. |
| Patrón de fractura | La capacidad de absorber energía. |
| Microestructura (tamaño de grano, segunda fase, transición de fase o amorfa (inducida por estrés), porosidad) | Afecta todo el rendimiento descrito en la columna de la izquierda. |
Propiedades de los materiales y sus efectos sobre las propiedades a prueba de balas.
La densidad de la cerámica de carburo de silicio es relativamente baja, alta dureza, es una cerámica estructural rentable, por lo que también es la cerámica a prueba de balas más utilizada en China.
Las cerámicas de carburo de boro tienen la densidad más baja y la dureza más alta entre estas cerámicas, pero al mismo tiempo, sus requisitos de tecnología de procesamiento también son muy altos, lo que requiere sinterización a alta temperatura y alta presión, por lo que el costo también es el más alto entre estas tres cerámicas.
Hora de publicación: 22 de noviembre de 2023