Nach dem Eindruck der Menschen ist Keramik zerbrechlich.Nach der modernen Verarbeitungstechnologie „transformierte“ sich Keramik jedoch zu einem harten, hochfesten neuen Material, insbesondere im Bereich der kugelsicheren Materialien mit besonderen physikalischen Eigenschaften glänzt Keramik und wird zu einem sehr beliebten kugelsicheren Material.
①Das kugelsichere Prinzip keramischer Materialien
Das Grundprinzip des Panzerschutzes besteht darin, die Energie des Projektils zu verbrauchen, es abzubremsen und unschädlich zu machen.Die meisten traditionellen technischen Materialien, wie zum Beispiel Metallmaterialien, absorbieren Energie durch die plastische Verformung der Struktur, während keramische Materialien Energie durch den Mikrozerkleinerungsprozess absorbieren.
Der Energieabsorptionsprozess schusssicherer Keramik lässt sich grob in drei Phasen unterteilen:
(1) Erstes Aufprallstadium: Das Projektil trifft auf die Keramikoberfläche, wodurch der Gefechtskopf stumpf wird und beim Zerkleinern und Bilden kleiner und harter Fragmente auf der Keramikoberfläche Energie absorbiert wird.
(2) Erosionsstadium: Das abgestumpfte Projektil erodiert den fragmentierten Bereich weiter und bildet eine kontinuierliche Schicht aus Keramikfragmenten.
(3) Verformungs-, Riss- und Bruchstadien: Schließlich wird in der Keramik eine Zugspannung erzeugt, die dazu führt, dass sie zerbricht.Anschließend verformt sich die Rückplatte und die gesamte verbleibende Energie wird durch die Verformung des Rückplattenmaterials absorbiert.Beim Aufprall eines Projektils auf Keramik werden sowohl das Projektil als auch die Keramik beschädigt.
②Anforderungen an Materialeigenschaften von kugelsicherer Keramik
Aufgrund der Sprödigkeit der Keramik selbst bricht sie beim Aufprall des Projektils und verformt sich nicht plastisch.Unter Einwirkung der Zugbelastung kommt es zunächst in den heterogenen Bereichen wie Poren und Korngrenzen zum Bruch.Um die mikroskopische Spannungskonzentration zu minimieren, sollte die Panzerkeramik daher von hoher Qualität mit geringer Porosität (bis zu 99 % des theoretischen Dichtewerts) und feiner Kornstruktur sein.
| Eigentum | Auswirkungen auf die kugelsichere Leistung |
| Dichte | Die Qualität des Rüstungssystems |
| Härte | Der Grad der Beschädigung des Projektils |
| Elastizitätsmodul | Übertragung von Stresswellen |
| Intensität | Widerstand gegen mehrere Schläge |
| Bruchzähigkeit | Widerstand gegen mehrere Schläge |
| Bruchmuster | Die Fähigkeit, Energie aufzunehmen |
| Mikrostruktur (Korngröße, zweite Phase, Phasenübergang oder amorph (spannungsinduziert), Porosität) | Betrifft alle in der linken Spalte beschriebenen Leistungen |
Eigenschaften von Materialien und ihre Auswirkungen auf die Beschusssicherheit
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.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 22. November 2023