Es handelt sich um Keramik, die für kugelsichere Platten verwendet wird

③Das am häufigsten verwendete kugelsichere Keramikmaterial

Seit dem 21. Jahrhundert hat sich die kugelsichere Keramik rasant weiterentwickelt, und es gibt viele Arten, darunter Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Borkarbid, Siliziumnitrid, Titanborid usw., darunter Aluminiumoxidkeramik (Al₂O₃), Siliziumkarbidkeramik (SiC), Am häufigsten werden Borkarbidkeramiken (B4C) verwendet.

Aluminiumoxidkeramik hat die höchste Dichte, aber die Härte ist relativ gering, die Verarbeitungsschwelle ist niedrig, der Preis ist niedrig, entsprechend der Reinheit wird in 85/90/95/99 Aluminiumoxidkeramik unterteilt, die entsprechende Härte und der Preis werden ebenfalls erhöht im Gegenzug.

Vergleich der Eigenschaften verschiedener schusssicherer Keramiken

Die Siliziumkarbid-Keramikdichte ist relativ gering, hat eine hohe Härte, ist eine kostengünstige Strukturkeramik und daher auch die am häufigsten verwendete kugelsichere Keramik in China.

Borcarbid-Keramiken haben unter diesen Keramiken die niedrigste Dichte und höchste Härte, gleichzeitig sind aber auch ihre Anforderungen an die Verarbeitungstechnologie sehr hoch und erfordern Hochtemperatur- und Hochdrucksintern, sodass die Kosten unter diesen drei Keramiken auch am höchsten sind.

Im Vergleich zu diesen drei gebräuchlicheren kugelsicheren Keramikmaterialien haben kugelsichere Keramiken aus Aluminiumoxid die niedrigsten Kosten, aber die kugelsichere Leistung ist weitaus geringer als die von Siliziumkarbid und Borkarbid, so dass die aktuellen inländischen Produktionseinheiten von kugelsicheren Keramiken aus kugelsicherem Siliziumkarbid und Borkarbid bestehen Aluminiumoxidkeramik ist selten.Einkristallines Aluminiumoxid kann jedoch zur Herstellung transparenter Keramiken verwendet werden, die häufig als transparente Materialien mit Lichtfunktionen verwendet werden und in militärischer Ausrüstung wie kugelsicheren Masken für einzelne Soldaten, Raketenerkennungsfenstern, Fahrzeugbeobachtungsfenstern und U-Boot-Periskopen eingesetzt werden.

④Zwei der beliebtesten kugelsicheren Keramikmaterialien

Kugelsichere Keramik aus Siliziumkarbid

Die kovalente Bindung des Siliziumkarbids ist sehr stark und weist auch bei hohen Temperaturen noch eine hohe Bindungsfestigkeit auf.Dieses Strukturmerkmal verleiht Siliziumkarbidkeramik eine hervorragende Festigkeit, hohe Härte, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit, gute Temperaturwechselbeständigkeit und andere Eigenschaften.Gleichzeitig ist der Preis für Siliziumkarbidkeramik moderat, kostengünstig und eines der vielversprechendsten Hochleistungsmaterialien für den Panzerschutz.

Siliziumkarbidkeramik verfügt im Bereich des Panzerschutzes über einen breiten Entwicklungsspielraum und ihre Anwendungen im Bereich Einzelausrüstung und Spezialfahrzeuge sind tendenziell vielfältig.Bei der Verwendung als Schutzpanzerungsmaterial handelt es sich unter Berücksichtigung der Kosten, besonderer Anwendungsfälle und anderer Faktoren normalerweise um eine kleine Anordnung von Keramikplatten und einer Verbundrückwandplatine, die mit einer Zielplatte aus Verbundkeramik verbunden sind, um das Versagen der Keramik aufgrund von Zugspannung zu überwinden um sicherzustellen, dass das Projektil nur ein einzelnes Teil zerschmettert, ohne die gesamte Panzerung zu beschädigen.

Kugelsichere Keramik aus Borkarbid

Borcarbid ist die Härte bekannter Materialien nach Diamant und kubischem Bornitrid-Superhartmaterial mit einer Härte von bis zu 3000 kg/mm²;Die Dichte ist gering, nur 2,52 g/cm³, was 1/3 von Stahl entspricht;Hoher Elastizitätsmodul, 450 GPa;Hoher Schmelzpunkt, etwa 2447℃;Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist niedrig und die Wärmeleitfähigkeit hoch.Darüber hinaus weist Borcarbid eine gute chemische Stabilität, Säure- und Alkali-Korrosionsbeständigkeit auf, reagiert bei Raumtemperatur nicht mit Säuren und Basen und den meisten anorganischen Verbindungsflüssigkeiten, nur in Flusssäure-Schwefelsäure weist eine Flusssäure-Salpetersäure-Mischflüssigkeit eine langsame Korrosion auf ;Und die meisten geschmolzenen Metalle befeuchten nicht, wirken nicht.Borcarbid verfügt außerdem über eine gute Fähigkeit, Neutronen zu absorbieren, die bei anderen Keramikmaterialien nicht vorhanden ist.B4C hat die niedrigste Dichte mehrerer häufig verwendeter Panzerungskeramiken, kombiniert mit einem hohen Elastizitätsmodul, was es zu einer guten Wahl für Materialien in der militärischen Panzerung und im Raumfahrtbereich macht.Das Hauptproblem von B4C besteht darin, dass es teuer (etwa zehnmal so teuer wie Aluminiumoxid) und spröde ist, was seine breite Anwendung als einphasige Schutzpanzerung einschränkt.

⑤Vorbereitungsmethode für kugelsichere Keramik.

Upgrade auf kugelsichere Keramik

Obwohl das kugelsichere Potenzial von Siliziumkarbid und Borkarbid sehr groß ist, kann das Problem der Bruchzähigkeit und der geringen Sprödigkeit einphasiger Keramiken nicht ignoriert werden.Die Entwicklung moderner Wissenschaft und Technologie hat Anforderungen an die Funktionalität und Wirtschaftlichkeit kugelsicherer Keramik gestellt: Multifunktionalität, hohe Leistung, geringes Gewicht, niedrige Kosten und Sicherheit.Daher hoffen Experten und Wissenschaftler in den letzten Jahren, die Festigkeit, das geringe Gewicht und die Wirtschaftlichkeit von Keramiken durch Mikroanpassung zu erreichen, einschließlich Mehrkomponenten-Keramiksystemverbundwerkstoffen, Funktionsgradientenkeramiken, Schichtstrukturdesign usw., und solche Panzerungen sind leicht Gewicht im Vergleich zu heutigen Panzerungen und verbessern die mobile Leistung von Kampfeinheiten besser.

Funktionell abgestufte Keramiken zeigen durch mikrokosmische Gestaltung regelmäßige Veränderungen der Materialeigenschaften.Zum Beispiel Titanborid und Titanmetall und Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Borkarbid, Siliziumnitrid und Metallaluminium sowie andere Metall/Keramik-Verbundsysteme, die Leistung der Gradientenänderung entlang der Dickenposition, d. h. die Herstellung einer hohen Härte Übergang zu kugelsicherer Keramik mit hoher Zähigkeit.

Nanometer-Mehrphasenkeramik besteht aus Dispersionspartikeln im Submikron- oder Nanometerbereich, die der Matrixkeramik hinzugefügt werden.Wie SiC-Si3N4-Al2O3, B4C-SiC usw. weisen die Härte, Zähigkeit und Festigkeit von Keramiken eine gewisse Verbesserung auf.Es wird berichtet, dass westliche Länder das Sintern von Pulver im Nanomaßstab untersuchen, um Keramik mit einer Korngröße von mehreren zehn Nanometern herzustellen, um Materialstärke und Zähigkeit zu erreichen, und es wird erwartet, dass kugelsichere Keramik in dieser Hinsicht einen großen Durchbruch erzielen wird.

Zusammenfassen

Ob einphasige Keramik oder mehrphasige Keramik, die besten kugelsicheren Keramikmaterialien oder untrennbar mit Siliziumkarbid, Borkarbid, diesen beiden Materialien.Insbesondere bei Borcarbid-Materialien werden mit der Entwicklung der Sintertechnologie die hervorragenden Eigenschaften von Borcarbid-Keramiken immer stärker hervorgehoben und ihre Anwendungen im Bereich der Kugelsicherheit werden weiterentwickelt.