Razlika između silicij-karbida i bor-karbida

Od početka ove godine, globalni sukobi poput sukoba između Rusije i Ukrajine i izraelsko-palestinskog sukoba privukli su široku pozornost diljem svijeta. U takvom globalnom okruženju, nacionalna obrana raznih zemalja postupno je postala napeta, što je nedavno učinilo tržište za neke vojne materijale vrlo vrućim. Među njima, kao dva diva u industriji neprobojne keramike, sigurno neće izostati silicijev karbid i borov karbid. Znate li zašto je keramika otporna na metke? Koji su zahtjevi za performanse neprobojne keramike za materijale? Istražimo to zajedno.

Koji je princip neprobojnosti keramičkih materijala?

Osnovni princip oklopne zaštite je trošenje energije projektila, usporavanje projektila i postizanje neškodljivosti. Velika većina tradicionalnih inženjerskih materijala, kao što su metalni materijali, apsorbiraju energiju strukturnom plastičnom deformacijom, dok keramički materijali apsorbiraju energiju procesima mikro drobljenja. Proces apsorpcije energije neprobojne keramike može se grubo podijeliti u tri faze:
Početna faza utjecaja:
Projektil udara u keramičku površinu, uzrokujući da bojna glava postane tupa i apsorbira energiju tijekom procesa drobljenja i formiranja malih i tvrdih fragmenata na keramičkoj površini;
Stadij erozije:
Tupi projektil nastavlja nagrizati fragmentirano područje, stvarajući kontinuirani sloj keramičkih fragmenata;
Faze deformacije, pucanja i loma:
Konačno, vlačna napetost se stvara u keramici, uzrokujući njezino pucanje. Nakon toga se stražnja ploča deformira, a sva preostala energija apsorbira se deformacijom materijala stražnje ploče. U procesu udara projektila u keramiku dolazi do oštećenja i projektila i keramike.

Koji su zahtjevi za svojstva materijala neprobojne keramike?

Zbog krtosti same keramike, podvrgnuta je lomu, a ne plastičnoj deformaciji kada je izložena udaru projektila. Pod vlačnim opterećenjem, lom se prvo javlja u heterogenim područjima kao što su pore i granice zrna. Stoga, kako bi se koncentracija mikro naprezanja svela na najmanju moguću mjeru, oklopna keramika treba biti visokokvalitetna keramika niske poroznosti (do 99% teorijske vrijednosti gustoće) i fino zrnate strukture.
Postoje mnoge vrste keramičkih materijala otpornih na metke, uključujući aluminijev oksid, silicij karbid, bor karbid, silicij nitrid, titanijev borid, itd. Među njima su glinica keramika (Al2O3), silicij karbid keramika (SiC) i bor karbid keramika (B4C) najrašireniji. Aluminij oksid keramika ima najveću gustoću, ali relativno nisku tvrdoću, niži prag obrade i nižu cijenu. Prema čistoći dijele se na 85/90/95/99 aluminij oksid keramiku, a pripadajuća tvrdoća i cijena također rastu sekvencijalno.

Silicijev karbid i bor karbid kao sirovine za neprobojne materijale?

Silicijev karbid ima vrlo jaku kovalentnu vezu i još uvijek ima vezu visoke čvrstoće na visokoj temperaturi. Ova strukturna značajka daje silicij-karbidnoj keramici izvrsna svojstva kao što su čvrstoća, visoka tvrdoća, otpornost na habanje, otpornost na koroziju, visoku toplinsku vodljivost i dobru otpornost na toplinski udar. U isto vrijeme, keramika od silicij-karbida ima umjerenu cijenu i isplativa je, što je najčešće korištena neprobojna keramika u Kini i jedan od materijala za zaštitu oklopa koji najviše obećava. SiC keramika ima širok razvojni prostor u području oklopne zaštite, a njihova primjena u području individualne opreme i specijalnih vozila nastoji biti raznolika. Kao zaštitni oklopni materijal, uzimajući u obzir čimbenike kao što su cijena i posebna primjena, male keramičke ploče i kompozitna ploča obično se spajaju kako bi se formirala keramička kompozitna meta kako bi se prevladalo oštećenje keramike uzrokovano vlačnim naprezanjem i kako bi se osiguralo da samo jedan komad se zgnječi bez uništavanja cijelog oklopa kada projektil probije.

Bor karbid je supertvrdi materijal čija je tvrdoća odmah iza tvrdoće dijamanta i kubičnog bor nitrida. Među ovim keramikama najveća je tvrdoća, a najmanja gustoća, svega 2,52 g/cm3, što je 1/3 od čelika. Visok modul elastičnosti, nizak koeficijent toplinske ekspanzije i visoka toplinska vodljivost. Osim toga, bor karbid ima dobru kemijsku stabilnost, otpornost na kiselu i alkalnu koroziju i ne reagira s kiselinom i alkalijama i većinom tekućina anorganskih spojeva na sobnoj temperaturi; Ne vlaži se i ne reagira s većinom rastaljenih metala. Bor karbid također ima dobru sposobnost apsorpcije neutrona, koju drugi keramički materijali nemaju. B4C ima najnižu gustoću među nekoliko uobičajeno korištenih oklopnih keramika, a njegov visoki modul elastičnosti čini ga dobrim izborom za vojne oklopne i svemirske materijale. Ali u isto vrijeme, također zahtijeva visoku tehnologiju obrade, koja zahtijeva visokotemperaturno i visokotlačno sinteriranje, tako da je trošak najveći među tri keramike (oko 10 puta veći od glinice), što ograničava njegovu široku primjenu kao jednostrukog fazni zaštitni oklop. Uspoređujući ove tri vrste uobičajenih keramičkih materijala otpornih na metke, keramika otporna na metke od aluminijevog oksida ima najnižu cijenu, ali su njezine neprobojne performanse daleko lošije nego kod silicij karbida i bor karbida. Stoga su silicijev karbid i bor karbid postali dva najpopularnija neprobojna keramička materijala, koji se uglavnom nalaze u domaćim pogonima za proizvodnju neprobojne keramike, dok je aluminijeva keramika rijetka. Međutim, monokristal glinice može se koristiti za pripremu prozirne keramike, koja se naširoko koristi kao proziran materijal s optičkom funkcijom, a primjenjuje se na vojnu opremu kao što su individualne neprobojne maske, prozori za otkrivanje projektila, prozori za promatranje vozila, podmornički periskop i tako dalje .

Informacije u ovom članku dolaze s interneta i ne koriste se kao savjeti za liječenje ili investicijski savjeti. Ako ovaj članak utječe na vaša prava i interese ili ste zainteresirani za ovaj proizvod, kontaktirajte nas na vrijeme kako bismo vam mogli pružiti dodatnu pomoć