③ Y deunydd ceramig gwrth-bwled a ddefnyddir amlaf
Ers yr 21ain ganrif, mae cerameg gwrth-bwled wedi datblygu'n gyflym, ac mae yna lawer o fathau, gan gynnwys alwmina, carbid silicon, carbid boron, nitrid silicon, borid titaniwm, ac ati, ymhlith y mae cerameg alwmina (Al₂O₃), cerameg carbid silicon (SiC), cerameg boron carbid (B4C) yw'r rhai a ddefnyddir fwyaf.
Mae gan serameg alwmina y dwysedd uchaf, ond mae'r caledwch yn gymharol isel, mae'r trothwy prosesu yn isel, mae'r pris yn isel, yn ôl y purdeb wedi'i rannu'n serameg alwmina 85/90/95/99, mae'r caledwch a'r pris cyfatebol hefyd yn cynyddu mewn tro.
| Defnyddiau | Dwysedd /(kg*m²) | Modwlws elastig / (GN*m²) | HV | Cyfwerth â phris alwmina |
| Boron carbid | 2500 | 400 | 30000 | X 10 |
| Alwminiwm ocsid | 3800 | 340 | 15000 | 1 |
| Titaniwm diboride | 4500 | 570 | 33000 | X10 |
| Silicon carbid | 3200 | 370 | 27000 | X5 |
| Platio ocsidiad | 2800 | 415 | 12000 | X10 |
| BC/SiC | 2600 | 340 | 27500 | X7 |
| Cerameg gwydr | 2500 | 100 | 6000 | 1 |
| Silicon nitrid | 3200 | 310 | 17000 | X5 |
Cymharu priodweddau gwahanol serameg gwrth-bwled
Dwysedd seramig silicon carbide yn gymharol isel, caledwch uchel, yn serameg strwythurol cost-effeithiol, felly mae hefyd yn serameg bulletproof ddefnyddir fwyaf eang yn Tsieina.
Mae gan serameg boron carbid y dwysedd isaf a'r caledwch uchaf ymhlith y cerameg hyn, ond ar yr un pryd, mae eu gofynion ar gyfer technoleg prosesu hefyd yn uchel iawn, sy'n gofyn am sintro tymheredd uchel a phwysau uchel, felly mae'r gost hefyd yr uchaf ymhlith y tri serameg hyn.
O'i gymharu â'r tri deunyddiau ceramig bulletproof mwy cyffredin hyn, cerameg bulletproof alwmina sydd â'r gost isaf, ond mae'r perfformiad bulletproof yn llawer llai na carbid silicon a boron carbid, felly mae'r unedau cynhyrchu domestig presennol o serameg bulletproof yn silicon carbid a boron carbide bulletproof, tra mae cerameg alwmina yn brin.Fodd bynnag, gellir defnyddio alwmina grisial sengl i baratoi cerameg dryloyw, a ddefnyddir yn eang fel deunyddiau tryloyw gyda swyddogaethau ysgafn, ac sy'n cael eu cymhwyso mewn offer milwrol fel masgiau gwrth-fwled milwr unigol, Windows synhwyro taflegryn, arsylwi cerbydau Windows, a perisgopau llong danfor.
④ Dau o'r deunyddiau ceramig gwrth-bwled mwyaf poblogaidd
Silicon carbide cerameg bulletproof
Mae'r bond cofalent carbid silicon yn gryf iawn ac mae ganddo fondio cryfder uchel o hyd ar dymheredd uchel.Mae'r nodwedd strwythurol hon yn rhoi cryfder rhagorol i serameg carbid silicon, caledwch uchel, ymwrthedd gwisgo, ymwrthedd cyrydiad, dargludedd thermol uchel, ymwrthedd sioc thermol da ac eiddo eraill.Ar yr un pryd, mae pris ceramig carbid silicon yn gymedrol, yn gost-effeithiol, yn un o'r deunyddiau amddiffyn arfwisg perfformiad uchel mwyaf addawol.
Mae gan serameg silicon carbid ofod datblygu eang ym maes amddiffyn arfwisg, ac mae eu cymwysiadau ym maes offer unigol a cherbydau arbennig yn tueddu i fod yn arallgyfeirio.Pan gaiff ei ddefnyddio fel deunydd arfwisg amddiffynnol, gan ystyried y gost a'r achlysuron cais arbennig a ffactorau eraill, mae fel arfer yn drefniant bach o baneli ceramig a backplane cyfansawdd wedi'u bondio i blât targed cyfansawdd ceramig, i oresgyn methiant cerameg oherwydd straen tynnol, a i sicrhau bod treiddiad y taflunydd yn chwalu un darn yn unig heb niweidio'r arfwisg gyfan.
Cerameg boron carbid bulletproof
Carbid boron yw caledwch deunyddiau hysbys ar ôl deunydd uwch-galed boron nitrid diemwnt a chiwbig, caledwch hyd at 3000kg/mm²;Mae'r dwysedd yn isel, dim ond 2.52g / cm³, sef 1/3 o ddur;Modwlws elastig uchel, 450GPa;Pwynt toddi uchel, tua 2447 ℃;Mae'r cyfernod ehangu thermol yn isel ac mae'r dargludedd thermol yn uchel.Yn ogystal, mae gan carbid boron sefydlogrwydd cemegol da, ymwrthedd cyrydiad asid ac alcali, nid yw tymheredd yr ystafell yn adweithio ag asid a sylfaen a'r rhan fwyaf o hylifau cyfansawdd anorganig, dim ond mewn asid hydrofluorig-sylffwrig, mae hylif cymysg asid hydrofluorig-asid nitrig wedi'i cyrydu'n araf. ;Ac nid yw'r rhan fwyaf o fetelau tawdd yn gwlychu, peidiwch â gweithredu.Mae gan carbid boron hefyd allu da i amsugno niwtronau, nad yw ar gael mewn deunyddiau ceramig eraill.Mae gan B4C y dwysedd isaf o sawl cerameg arfwisg a ddefnyddir yn gyffredin, ynghyd â modwlws elastigedd uchel, gan ei gwneud yn ddewis da ar gyfer deunyddiau yn yr arfwisg filwrol a'r meysydd gofod.Prif broblem B4C yw ei fod yn ddrud (tua 10 gwaith yn fwy nag alwmina) ac yn frau, sy'n cyfyngu ar ei gymhwysiad eang fel arfwisg amddiffynnol un cam.
⑤ Dull paratoi cerameg gwrth-bwled.
| Technoleg paratoi | Nodweddion proses | |
| Mantais | ||
| Sintro wasg poeth | Gyda thymheredd sintro isel ac amser sintro byr, gellir cael cerameg gyda grawn mân a dwysedd cymharol uchel ac eiddo mecanyddol da. | |
| Sintro pwysedd uchel iawn | Cyflawni sintering cyflym, tymheredd isel, cynyddodd y gyfradd densification. | |
| Sintro gwasgu isostatig poeth | Gellir paratoi serameg gyda pherfformiad uchel a siâp cymhleth gan dymheredd sintering isel, amser rapio byr a chrebachu unffurf o gorff drwg. | |
| Sintro microdon | Dwysedd cyflym, gwresogi unffurf graddiant sero, gwella strwythur deunydd, gwella perfformiad deunydd, effeithlonrwydd uchel ac arbed ynni. | |
| Rhyddhau sintro plasma | Mae'r amser sintering yn fyr, mae'r tymheredd sintering yn isel, mae'r perfformiad ceramig yn dda, ac mae dwysedd deunydd graddiant sintering ynni uchel yn uchel. | |
| Dull toddi pelydr plasma | Mae'r deunydd crai powdr wedi'i doddi'n llawn, nid yw'n cael ei gyfyngu gan faint gronynnau'r powdr, nid oes angen fflwcs pwynt toddi isel, ac mae gan y cynnyrch strwythur trwchus. | |
| Sintro adwaith | Ger technoleg gweithgynhyrchu maint net, proses syml, cost isel, gall baratoi maint mawr, siâp rhannau cymhleth. | |
| Sintro di-bwysedd | Mae gan y cynnyrch berfformiad tymheredd uchel rhagorol, proses sintro syml a chost isel.Mae yna lawer o ddulliau ffurfio addas, y gellir eu defnyddio ar gyfer rhannau mawr cymhleth a trwchus, a hefyd yn addas ar gyfer cynhyrchu diwydiannol ar raddfa fawr. | |
| Sintro cyfnod hylif | Tymheredd sintering isel, mandylledd isel, grawn mân, dwysedd uchel, cryfder uchel | |
| Technoleg paratoi | Nodweddion proses | |
| Anfantais | ||
| Sintro wasg poeth | Mae'r broses yn fwy cymhleth, mae'r deunyddiau llwydni a'r gofynion offer yn uchel, mae'r effeithlonrwydd cynhyrchu yn isel, mae'r gost cynhyrchu yn uchel, a dim ond gyda chynhyrchion syml y gellir paratoi'r siâp. | |
| Sintro pwysedd uchel iawn | Dim ond yn gallu paratoi cynhyrchion gyda siapiau syml, cynhyrchu isel, buddsoddiad offer uchel, amodau sintering uchel, a defnydd uchel o ynni.Ar hyn o bryd, dim ond yn y cyfnod ymchwil y mae | |
| Sintro gwasgu isostatig poeth | Mae cost yr offer yn uchel, ac mae maint y darn gwaith i'w brosesu yn gyfyngedig | |
| Sintro microdon | Mae angen gwella technoleg ddamcaniaethol, mae diffyg offer, ac nid yw wedi'i gymhwyso'n eang | |
| Rhyddhau sintro plasma | Mae angen gwella'r theori sylfaenol, mae'r broses yn gymhleth, ac mae'r gost yn uchel, nad yw wedi'i ddiwydiannu. | |
| Dull toddi pelydr plasma | Nid yw gofynion offer uchel wedi'u cyflawni ar gyfer defnydd eang. | |
| Sintro adwaith | Mae silicon gweddilliol yn lleihau priodweddau mecanyddol tymheredd uchel, ymwrthedd cyrydiad, a gwrthiant ocsideiddio'r deunydd. | |
| Sintro di-bwysedd | Mae'r tymheredd sintering yn uchel, mae mandylledd penodol, mae'r cryfder yn gymharol isel, ac mae tua 15% o grebachu cyfaint. | |
| Sintro cyfnod hylif | Mae'n dueddol o anffurfio, crebachu mawr ac mae'n anodd rheoli cywirdeb dimensiwn | |
| Ceramig |
| AL2O3 .B4 C .SiC |
| AL2O3 |
| AL2O3 .B4 C .SiC |
| AL2O3 |
| AL2O3 .B4 C .SiC |
| AL2O3 |
| B4 C .SiC |
| AL2O3 .B4 C .SiC |
| .SiC |
Uwchraddio cerameg gwrth-fwled
Er bod potensial gwrth-bwled carbid silicon a charbid boron yn fawr iawn, ni ellir anwybyddu'r broblem o wydnwch torasgwrn a breuder gwael serameg un cam.Mae datblygiad gwyddoniaeth a thechnoleg fodern wedi cyflwyno gofynion ar gyfer ymarferoldeb ac economi cerameg gwrth-bwled: aml-swyddogaeth, perfformiad uchel, pwysau ysgafn, cost isel a diogelwch.Felly, yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae arbenigwyr ac ysgolheigion yn gobeithio cyflawni cryfhau, ysgafn ac economaidd cerameg trwy ficro-addasiad, gan gynnwys system gyfansawdd ceramig aml-gydran, cerameg graddiant swyddogaethol, dyluniad strwythur haenog, ac ati, ac mae arfwisg o'r fath yn ysgafn yn pwysau o'i gymharu ag arfwisg heddiw, a gwella perfformiad symudol unedau ymladd yn well.
Mae cerameg â gradd swyddogaethol yn dangos newidiadau rheolaidd mewn priodweddau deunyddiau trwy ddylunio microcosmig.Er enghraifft, titaniwm boride a thitaniwm metel ac alwminiwm ocsid, silicon carbid, carbid boron, nitrid silicon ac alwminiwm metel a systemau cyfansawdd metel/ceramig eraill, perfformiad y newid graddiant ar hyd y safle trwch, hynny yw, paratoi caledwch uchel. trosglwyddo i serameg gwrth-bwled caledwch uchel.
Mae cerameg amlgyfnod nanomedr yn cynnwys gronynnau gwasgariad submicron neu nanomedr wedi'u hychwanegu at y cerameg matrics.Fel SiC-Si3N4-Al2O3, B4C-SiC, ac ati, mae gan galedwch, caledwch a chryfder cerameg welliant penodol.Adroddir bod gwledydd y Gorllewin yn astudio sintro powdr nano-raddfa i baratoi cerameg gyda maint grawn o ddegau o nanometrau i gyflawni cryfder a chaledwch materol, a disgwylir i serameg gwrth-bwled gyflawni datblygiad mawr yn hyn o beth.
Crynhoi
P'un a yw'n serameg un cam neu serameg aml-gam, y deunyddiau seramig bulletproof gorau neu anwahanadwy o silicon carbide, boron carbide ddau ddeunyddiau hyn.Yn enwedig ar gyfer deunyddiau boron carbid, gyda datblygiad technoleg sintering, mae priodweddau rhagorol cerameg boron carbid yn dod yn fwy a mwy amlwg, a bydd eu cymwysiadau ym maes gwrth-bwled yn cael eu datblygu ymhellach.
Amser postio: Rhagfyr-14-2023