Nuo šių metų pradžios pasauliniai konfliktai, tokie kaip Rusijos ir Ukrainos konfliktas bei Izraelio Palestinos konfliktas, sulaukė didelio dėmesio visame pasaulyje. Tokioje globalioje aplinkoje pamažu įsitempė įvairių šalių nacionalinė gynyba, todėl kai kurių karinių medžiagų rinka pastaruoju metu labai įkaito. Tarp jų, kaip dviejų neperšaunamos keramikos pramonės milžinų, tikrai netrūks silicio karbido ir boro karbido.Ar žinote, kodėl keramika yra neperšaunama? Kokie yra neperšaunamos keramikos veikimo reikalavimai medžiagoms? Panagrinėkime tai kartu.
Koks yra keraminių medžiagų neperšaunamas principas?
Pagrindinis šarvų apsaugos principas – sunaudoti sviedinio energiją, sulėtinti sviedinį ir pasiekti nekenksmingumą. Didžioji dauguma tradicinių inžinerinių medžiagų, tokių kaip metalinės medžiagos, sugeria energiją per struktūrines plastines deformacijas, o keraminės medžiagos sugeria energiją per mikro smulkinimo procesus. Neperšaunamos keramikos energijos sugerties procesą galima apytiksliai suskirstyti į tris etapus:
Pradinis poveikio etapas:
Sviedinys atsitrenkia į keraminį paviršių, todėl kovinė galvutė tampa buka ir sugeria energiją, kai ant keramikos paviršiaus susidaro maži ir kieti fragmentai;
Erozijos stadija:
Bukas sviedinys toliau ardo suskilusią vietą, suformuodamas ištisinį keramikos šukių sluoksnį;
Deformacijos, įtrūkimų ir lūžių stadijos:
Galiausiai keramikoje susidaro tempiamasis įtempis, dėl kurio ji lūžta. Vėliau galinė plokštė deformuojasi, o visa likusi energija sugeria galinio skydo medžiagos deformaciją. Sviedinio smūgio į keramiką metu pažeidžiamas ir sviedinys, ir keramika.
Kokie reikalavimai keliami neperšaunamos keramikos medžiagų savybėms?
Dėl pačios keramikos trapumo, veikiami sviedinio smūgio, jie lūžta, o ne plastiškai deformuojasi. Esant tempimo apkrovai, lūžis pirmiausia įvyksta nevienalytėse srityse, tokiose kaip poros ir grūdelių ribos. Todėl, siekiant sumažinti mikroįtempių koncentraciją, šarvų keramika turėtų būti aukštos kokybės keramika su mažu poringumu (iki 99% teorinės tankio vertės) ir smulkiagrūdės struktūros.
Yra daugybė neperšaunamų keraminių medžiagų rūšių, įskaitant aliuminio oksidą, silicio karbidą, boro karbidą, silicio nitridą, titano boridą ir kt. Tarp jų yra aliuminio oksido keramika (Al2O3), silicio karbido keramika (SiC) ir boro karbido keramika (B4C). plačiausiai naudojamas. Aliuminio oksido keramika turi didžiausią tankį, tačiau santykinai mažą kietumą, žemesnę apdorojimo slenkstį ir mažesnę kainą. Pagal grynumą jie skirstomi į 85/90/95/99 aliuminio oksido keramiką, o atitinkamas kietumas ir kaina taip pat didėja nuosekliai.
Silicio karbidas ir boro karbidas kaip neperšaunamų medžiagų žaliavos?
Silicio karbidas turi labai stiprų kovalentinį ryšį ir vis dar turi labai stiprų ryšį aukštoje temperatūroje. Ši konstrukcinė savybė suteikia silicio karbido keramikai puikių savybių, tokių kaip stiprumas, didelis kietumas, atsparumas dilimui, atsparumas korozijai, didelis šilumos laidumas ir geras atsparumas šiluminiam smūgiui. Tuo pačiu metu silicio karbido keramika yra vidutiniškai brangi ir ekonomiška, o tai yra plačiausiai naudojama neperšaunama keramika Kinijoje ir viena perspektyviausių aukštos kokybės šarvų apsaugos medžiagų. SiC keramika turi plačią plėtros erdvę šarvų apsaugos srityje, o jų pritaikymas individualios įrangos ir specialiųjų transporto priemonių srityse būna įvairus. Kaip apsauginė šarvų medžiaga, atsižvelgiant į tokius veiksnius, kaip kaina ir specialus pritaikymas, mažos keraminės plokštės ir kompozitinė lenta paprastai yra suklijuojamos, kad sudarytų keraminį kompozicinį taikinį, kad būtų išvengta keramikos gedimo, kurį sukelia tempimo įtempiai, ir užtikrinti, kad tik vienas gabalas sviediniui prasiskverbus yra sutraiškytas nesunaikinant viso šarvo.
Boro karbidas yra itin kieta medžiaga, kurios kietumas nusileidžia tik deimantui ir kubiniam boro nitridui. Tarp šių keramikų kietumas yra didžiausias, o tankis yra mažiausias, tik 2,52 g/cm3, tai yra 1/3 plieno. Didelis tamprumo modulis, mažas šiluminio plėtimosi koeficientas ir didelis šilumos laidumas. Be to, boro karbidas pasižymi geru cheminiu stabilumu, atsparumu rūgščių ir šarmų korozijai, kambario temperatūroje nereaguoja su rūgštimis ir šarmais bei dauguma neorganinių junginių skysčių; Nedrėksta ir nereaguoja su dauguma išlydytų metalų. Boro karbidas taip pat pasižymi geru neutronų sugerties gebėjimu, kurio neturi kitos keraminės medžiagos. B4C turi mažiausią tankį tarp kelių dažniausiai naudojamų šarvų keramikos, o dėl didelio tamprumo modulio jis yra geras pasirinkimas kariniams šarvams ir kosminėms medžiagoms. Tačiau tuo pat metu jai taip pat reikalinga aukšta apdorojimo technologija, kuriai reikalingas aukštas temperatūros ir aukšto slėgio sukepinimas, todėl kaina yra didžiausia tarp trijų keramikos (apie 10 kartų didesnė nei aliuminio oksido), o tai riboja platų jos taikymą kaip vieną. fazės apsauginiai šarvai. Palyginus šių trijų rūšių neperšaunamas keramines medžiagas, aliuminio oksido neperšaunamos keramikos kaina yra mažiausia, tačiau jos neperšaunamos savybės yra daug prastesnės nei silicio karbido ir boro karbido. Todėl silicio karbidas ir boro karbidas tapo dviem populiariausiomis neperšaunamomis keraminėmis medžiagomis, kurių daugiausia yra vidaus neperšaunamos keramikos gamybos padaliniuose, o aliuminio oksido keramika yra reta. Tačiau monokristalinis aliuminio oksidas gali būti naudojamas ruošiant skaidrią keramiką, kuri plačiai naudojama kaip skaidri medžiaga, turinti optinę funkciją, ir naudojama karinei įrangai, tokiai kaip individualios neperšaunamos kaukės, raketų aptikimo langai, transporto priemonių stebėjimo langai, povandeninio laivo periskopas ir pan. .
Šiame straipsnyje pateikta informacija gaunama iš interneto ir nėra naudojama kaip patarimas gydyti ar investuoti. Jei šis straipsnis turi įtakos jūsų teisėms ir interesams arba domitės šiuo produktu, susisiekite su mumis laiku, kad galėtume jums suteikti daugiau pagalbos