เป็นเซรามิกใช้สำหรับแผ่นกันกระสุน

3. วัสดุเซรามิกกันกระสุนที่ใช้กันมากที่สุด

ตั้งแต่ศตวรรษที่ 21 เซรามิกกันกระสุนได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว และมีหลายประเภท รวมถึงอลูมินา ซิลิคอนคาร์ไบด์ โบรอนคาร์ไบด์ ซิลิคอนไนไตรด์ ไทเทเนียมโบไรด์ ฯลฯ ซึ่งในจำนวนนี้เซรามิกอลูมินา (Al₂O₃) เซรามิกคาร์ไบด์ (SiC) เซรามิกโบรอนคาร์ไบด์ (B4C) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย

เซรามิกอลูมินามีความหนาแน่นสูงสุด แต่ความแข็งค่อนข้างต่ำ เกณฑ์การประมวลผลต่ำ ราคาต่ำ ตามความบริสุทธิ์แบ่งออกเป็นเซรามิกอลูมินา 85/90/95/99 ความแข็งและราคาที่สอดคล้องกันก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ในทางกลับกัน

การเปรียบเทียบคุณสมบัติของเซรามิกกันกระสุนชนิดต่างๆ

ความหนาแน่นของเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ค่อนข้างต่ำ มีความแข็งสูง เป็นเซรามิกโครงสร้างที่คุ้มค่า ดังนั้นจึงเป็นเซรามิกกันกระสุนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในประเทศจีน

เซรามิกโบรอนคาร์ไบด์มีความหนาแน่นต่ำสุดและมีความแข็งสูงสุดในบรรดาเซรามิกเหล่านี้ แต่ในขณะเดียวกัน ความต้องการเทคโนโลยีการประมวลผลก็สูงมากเช่นกัน โดยต้องใช้การเผาผนึกที่อุณหภูมิสูงและความดันสูง ดังนั้นต้นทุนจึงสูงที่สุดในบรรดาเซรามิกทั้งสามชนิดนี้

เมื่อเทียบกับวัสดุเซรามิกกันกระสุนทั่วไปทั้งสามนี้ เซรามิกกันกระสุนอลูมินามีราคาต่ำที่สุด แต่ประสิทธิภาพการป้องกันกระสุนนั้นน้อยกว่าซิลิคอนคาร์ไบด์และโบรอนคาร์ไบด์ ดังนั้นหน่วยการผลิตในประเทศในปัจจุบันของเซรามิกกันกระสุนในซิลิกอนคาร์ไบด์และโบรอนคาร์ไบด์กันกระสุนในขณะที่ อลูมินาเซรามิกเป็นของหายากอย่างไรก็ตาม อลูมินาผลึกเดี่ยวสามารถใช้ในการเตรียมเซรามิกโปร่งใส ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัสดุโปร่งใสที่มีฟังก์ชั่นแสง และนำไปใช้ในอุปกรณ์ทางทหาร เช่น หน้ากากกันกระสุนของทหารแต่ละคน หน้าต่างตรวจจับขีปนาวุธ หน้าต่างสังเกตการณ์ยานพาหนะ และกล้องปริทรรศน์ใต้น้ำ

④วัสดุเซรามิกกันกระสุนที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสองชนิด

เซรามิกกันกระสุนซิลิคอนคาร์ไบด์

พันธะโควาเลนต์ซิลิคอนคาร์ไบด์มีความแข็งแรงมากและยังคงมีพันธะที่มีความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูงคุณลักษณะเชิงโครงสร้างนี้ทำให้เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์มีความแข็งแรงเป็นเลิศ มีความแข็งสูง ทนทานต่อการสึกหรอ ทนต่อการกัดกร่อน ค่าการนำความร้อนสูง ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว และคุณสมบัติอื่น ๆในเวลาเดียวกัน ราคาเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์อยู่ในระดับปานกลาง คุ้มค่า เป็นหนึ่งในวัสดุป้องกันเกราะประสิทธิภาพสูงที่มีแนวโน้มมากที่สุด

เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์มีพื้นที่การพัฒนาที่กว้างขวางในด้านการป้องกันเกราะ และการใช้งานในด้านอุปกรณ์แต่ละชิ้นและยานพาหนะพิเศษมีแนวโน้มที่จะมีความหลากหลายเมื่อใช้เป็นวัสดุเกราะป้องกัน เมื่อพิจารณาถึงต้นทุนและโอกาสในการใช้งานพิเศษและปัจจัยอื่นๆ โดยปกติแล้วจะเป็นการจัดเรียงแผงเซรามิกและแบ็คเพลนคอมโพสิตขนาดเล็กที่เชื่อมติดกันเป็นแผ่นเป้าหมายคอมโพสิตเซรามิก เพื่อเอาชนะความล้มเหลวของเซรามิกเนื่องจากความเครียดแรงดึง และ เพื่อให้แน่ใจว่าการเจาะกระสุนปืนจะแตกเป็นชิ้นเดียวเท่านั้นโดยไม่สร้างความเสียหายให้กับเกราะทั้งหมด

โบรอนคาร์ไบด์เซรามิกกันกระสุน

โบรอนคาร์ไบด์คือความแข็งของวัสดุที่รู้จักรองจากเพชรและลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์วัสดุที่มีความแข็งยิ่งยวด ซึ่งมีความแข็งสูงถึง 3000กก./มม.²;ความหนาแน่นต่ำเพียง 2.52g/cm³ ซึ่งเป็น 1/3 ของเหล็กโมดูลัสยืดหยุ่นสูง 450GPa;จุดหลอมเหลวสูง ประมาณ 2,447 ℃;ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำและค่าการนำความร้อนสูงนอกจากนี้โบรอนคาร์ไบด์ยังมีความเสถียรทางเคมีที่ดี ทนต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง ที่อุณหภูมิห้องไม่ทำปฏิกิริยากับกรดและเบสและของเหลวผสมอนินทรีย์ส่วนใหญ่ เฉพาะในกรดไฮโดรฟลูออริก-กรดซัลฟูริก ของเหลวผสมกรดไฮโดรฟลูออริก-กรดไนตริกมีการกัดกร่อนช้า ;และโลหะหลอมเหลวส่วนใหญ่ไม่ทำให้ชื้นอย่ากระทำโบรอนคาร์ไบด์ยังมีความสามารถในการดูดซับนิวตรอนได้ดี ซึ่งไม่มีในวัสดุเซรามิกอื่นๆB4C มีความหนาแน่นต่ำที่สุดในบรรดาเซรามิกเกราะที่ใช้กันทั่วไปหลายชนิด รวมกับโมดูลัสความยืดหยุ่นสูง ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับวัสดุในชุดเกราะทหารและอวกาศปัญหาหลักของ B4C คือมีราคาแพง (ประมาณ 10 เท่าของอลูมินา) และเปราะ ซึ่งจำกัดการใช้งานอย่างกว้างขวางในฐานะเกราะป้องกันเฟสเดียว

⑤วิธีการเตรียมเซรามิกกันกระสุน

อัพเกรดเซรามิกกันกระสุน

แม้ว่าศักยภาพในการป้องกันกระสุนของซิลิคอนคาร์ไบด์และโบรอนคาร์ไบด์จะมีขนาดใหญ่มาก แต่ปัญหาเรื่องความทนทานต่อการแตกหักและความเปราะบางของเซรามิกเฟสเดียวก็ไม่สามารถละเลยได้การพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ได้หยิบยกข้อกำหนดสำหรับการทำงานและความประหยัดของเซรามิกกันกระสุน: มัลติฟังก์ชั่น ประสิทธิภาพสูง น้ำหนักเบา ต้นทุนต่ำ และความปลอดภัยดังนั้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้เชี่ยวชาญและนักวิชาการหวังว่าจะบรรลุการเสริมความแข็งแกร่ง น้ำหนักเบา และความประหยัดของเซรามิกผ่านการปรับแต่งระดับไมโคร รวมถึงคอมโพสิตระบบเซรามิกที่มีหลายส่วนประกอบ เซรามิกไล่ระดับเชิงฟังก์ชัน การออกแบบโครงสร้างแบบชั้น ฯลฯ และเกราะดังกล่าวมีน้ำหนักเบาใน น้ำหนักเมื่อเทียบกับชุดเกราะในปัจจุบันและปรับปรุงประสิทธิภาพการเคลื่อนที่ของหน่วยรบได้ดีขึ้น

เซรามิกเกรดตามการใช้งานจะแสดงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของวัสดุเป็นประจำผ่านการออกแบบระดับจุลภาคตัวอย่างเช่นไทเทเนียมโบไรด์และโลหะไทเทเนียมและอลูมิเนียมออกไซด์ ซิลิคอนคาร์ไบด์ โบรอนคาร์ไบด์ ซิลิคอนไนไตรด์และอลูมิเนียมโลหะ และระบบคอมโพสิตโลหะ/เซรามิกอื่น ๆ ประสิทธิภาพของการเปลี่ยนแปลงการไล่ระดับสีตามตำแหน่งความหนา นั่นคือ การเตรียมความแข็งสูง เปลี่ยนไปใช้เซรามิกกันกระสุนที่มีความเหนียวสูง

เซรามิกหลายเฟสระดับนาโนเมตรประกอบด้วยอนุภาคการกระจายตัวระดับต่ำกว่าไมครอนหรือนาโนเมตรที่เติมลงในเมทริกซ์เซรามิกเช่น SiC-Si3N4-Al2O3, B4C-SiC ฯลฯ ความแข็ง ความเหนียว และความแข็งแรงของเซรามิกมีการปรับปรุงบางอย่างมีรายงานว่าประเทศตะวันตกกำลังศึกษาการเผาผงขนาดนาโนเพื่อเตรียมเซรามิกที่มีขนาดเกรนสิบนาโนเมตรเพื่อให้ได้ความแข็งแรงและความเหนียวของวัสดุ และเซรามิกกันกระสุนคาดว่าจะประสบความสำเร็จอย่างมากในเรื่องนี้

สรุปผล

ไม่ว่าจะเป็นเซรามิกเฟสเดียวหรือเซรามิกหลายเฟส วัสดุเซรามิกกันกระสุนที่ดีที่สุด หรือแยกออกจากซิลิกอนคาร์ไบด์ โบรอนคาร์ไบด์ทั้งสองวัสดุนี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุโบรอนคาร์ไบด์ ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการเผาผนึก คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของเซรามิกโบรอนคาร์ไบด์มีความโดดเด่นมากขึ้นเรื่อยๆ และการใช้งานในด้านการป้องกันกระสุนจะได้รับการพัฒนาเพิ่มเติม