Seria kuloodporna ceramiczna - zasady i obszary zastosowań kuloodpornych
Wraz z rozwojem technologii niszczycielska siła współczesnej broni staje się coraz większa, a zainteresowanie ludzi materiałami kuloodpornymi rośnie. Zaawansowana ceramika charakteryzuje się wysoką wytrzymałością, wysoką twardością, niską gęstością, odpornością na korozję i wysoką odpornością na zużycie. W porównaniu z metalowymi materiałami kuloodpornymi są lżejsze i charakteryzują się mniejszymi obciążeniami, co jest niezwykle korzystne w przypadku indywidualnego wyposażenia kuloodpornego jakim jest kamizelka kuloodporna.
1. Zasada kuloodpornościzaawansowana ceramika
Podstawową zasadą ochrony pancerza jest zużycie energii pocisku, spowolnienie pocisku i uczynienie go nieszkodliwym. W przeciwieństwie do tradycyjnych materiałów, takich jak materiały metalowe, które pochłaniają energię poprzez odkształcenie plastyczne w strukturze w celu uzyskania ochrony, zaawansowane materiały ceramiczne zapewniają ochronę dzięki energii systemu mikrorozbijania. Proces pochłaniania energii można z grubsza podzielić na trzy etapy:
(1) Początkowy etap uderzenia: Pocisk uderza w powierzchnię ceramiczną, powodując tępienie łba pocisku i pochłanianie energii w procesie kruszenia powierzchni ceramicznej, tworząc mały i twardy fragment.
(2) Etap erozji: Tępy pocisk w dalszym ciągu powoduje erozję obszaru fragmentu, tworząc ciągłą warstwę fragmentów ceramicznych.
(3) Etap odkształcenia, pękania i pękania: Na koniec w ceramice powstają naprężenia rozciągające, powodując pękanie ceramiki, a następnie płyta tylna odkształca się, a cała pozostała energia jest pochłaniana przez odkształcenie materiału płyty tylnej. Podczas uderzania pocisku w ceramikę, zarówno pocisk, jak i ceramika ulegają uszkodzeniu.
2. Kuloodporne pola zastosowańzaawansowana ceramika
Kamizelka kuloodporna ludzka to sprzęt ochronny powszechnie używany przez indywidualnych żołnierzy, uzbrojoną policję
, ochroniarzy i uzbrojoną eskortę. Jest to produkt wojskowo-cywilny podwójnego zastosowania. Podstawowym elementem ludzkiej kamizelki kuloodpornej jest kuloodporna płytka. Materiał płytek wkładanych przeszedł przez płytki wkładane z twardego metalu, płytki wkładane z miękkich włókien syntetycznych i obecnie rozwinął się do trzeciej generacji płytek wkładanych z kompozytu ceramiki/włókna syntetycznego, co jest obecnie głównym kierunkiem rozwoju kamizelek kuloodpornych.
Kuloodporna płyta wkładka jest podzielona głównie na dwie części: jedna to płyta tylna wykonana z aramidu lub materiału kompozytowego z włókna polietylenowego o bardzo dużej masie cząsteczkowej o wysokiej wytrzymałości i wysokim module, a druga to kuloodporny panel wykonany z tlenku glinu, węglika krzemu, i węglik boru. Łączy się je za pomocą przejściowej warstwy kleju, a na powierzchnię panelu ceramicznego nakleja się warstwę materiału zapobiegającego pęknięciom, aby zapobiec uszkodzeniom ciała ludzkiego w przypadku rozbicia ceramiki, w wyniku czego powstaje trzecia generacja kompozytowych kuloodpornych płytek wkładanych.
(2) Ochrona opancerzenia pojazdu
Pancerz jest nieodzowną częścią pojazdów bojowych, w przeciwnym razie nie przetrwałyby one na polu bitwy przy ciągłym ostrzale. W przeszłości zbroje wykonywano głównie ze św
talerze z węgorzem. Jednakże wraz ze stopniowym ulepszaniem materiałów na pociski i ich wydajności, materiały opancerzone stają przed ogromnymi wyzwaniami. Na przykład, pociski stosowane w pociskach przeciwpancernych są obecnie wykonane ze stali stopowej o dużej gęstości, węglika wolframu lub wolframu, stali stopowej ze zubożonym uranem itp., o prędkości początkowej 0,9–1,8 km/s, grubości przebijania większej niż 1 metr, silna zdolność przebijania, mała utrata prędkości lotu i wysokie zagrożenie.
Chociaż prędkość pocisku przebijającego pancerz nie jest duża, wykorzystuje on zasadę gromadzenia energii w postaci stożkowego pustego ładunku materiału wybuchowego, który po eksplozji tworzy szybki metalowy strumień, który z łatwością może przebić pancerz. W dziedzinie ochrony pancerza pojazdów pancerz ceramiczny stopniowo zastępuje pancerz stalowy, stając się ważnym materiałem na pancerz.
