Silisyum karbür ve bor karbür arasındaki fark

Bu yılın başından bu yana, Rusya-Ukrayna çatışması ve İsrail-Filistin çatışması gibi küresel çatışmalar dünya çapında geniş çapta ilgi gördü. Böylesine küresel bir ortamda, çeşitli ülkelerin ulusal savunmaları giderek gerginleşiyor ve bu da son zamanlarda bazı askeri malzeme pazarını oldukça sıcak hale getiriyor. Bunlar arasında kurşun geçirmez seramik sektörünün iki devi silisyum karbür ve bor karbür de mutlaka eksik olmayacaktır. Seramiklerin neden kurşun geçirmez olduğunu biliyor musunuz? Kurşun geçirmez seramiklerin malzemeler için performans gereksinimleri nelerdir? Gelin birlikte keşfedelim.

Seramik malzemelerin kurşun geçirmezlik prensibi nedir?

Zırh korumasının temel prensibi mermi enerjisini tüketmek, mermiyi yavaşlatmak ve zararsızlığa ulaşmaktır. Metal malzemeler gibi geleneksel mühendislik malzemelerinin büyük çoğunluğu enerjiyi yapısal plastik deformasyon yoluyla emerken, seramik malzemeler enerjiyi mikro kırma işlemleriyle emer. Kurşun geçirmez seramiklerin enerji emme süreci kabaca üç aşamaya ayrılabilir:
İlk etki aşaması:
Mermi seramik yüzeyine çarparak savaş başlığının körelmesine ve seramik yüzey üzerinde küçük ve sert parçalar oluşturması ve kırma işlemi sırasında enerji emmesine neden olur;
Erozyon aşaması:
Kör mermi parçalanmış alanı aşındırmaya devam ederek sürekli bir seramik parça tabakası oluşturur;
Deformasyon, çatlama ve kırılma aşamaları:
Son olarak seramikte çekme gerilimi oluşur ve kırılmasına neden olur. Daha sonra arka panel deforme olur ve kalan tüm enerji, arka panel malzemesinin deformasyonu tarafından emilir. Merminin seramiğe çarpması sürecinde hem mermi hem de seramik zarar görür.

Kurşun geçirmez seramiklerin malzeme özelliklerine ilişkin gereksinimler nelerdir?

Seramiklerin kırılganlığı nedeniyle, mermi darbesine maruz kaldıklarında plastik deformasyon yerine kırılmaya uğrarlar. Çekme yüklemesi altında kırılma ilk olarak gözenekler ve tane sınırları gibi heterojen alanlarda meydana gelir. Bu nedenle mikro gerilim konsantrasyonunu en aza indirmek için zırh seramiklerinin düşük gözenekliliğe (teorik yoğunluk değerinin %99'una kadar) ve ince tane yapısına sahip, yüksek kaliteli seramikler olması gerekir.
Alümina, silisyum karbür, bor karbür, silisyum nitrür, titanyum borür vb. dahil olmak üzere birçok kurşun geçirmez seramik malzeme türü vardır. Bunların arasında alümina seramik (Al2O3), silisyum karbür seramik (SiC) ve bor karbür seramik (B4C) bulunur. en çok kullanılan. Alüminyum oksit seramikler en yüksek yoğunluğa, ancak nispeten düşük sertliğe, daha düşük işleme eşiğine ve daha düşük fiyata sahiptir. Saflıklarına göre 85/90/95/99 alüminyum oksit seramiklere ayrılırlar ve buna karşılık gelen sertlik ve fiyat da sırayla artar.

Kurşun geçirmez malzemeler için hammadde olarak silisyum karbür ve bor karbür?

Silisyum karbür çok güçlü bir kovalent bağa sahiptir ve yüksek sıcaklıkta hala yüksek mukavemetli bir bağa sahiptir. Bu yapısal özellik, silisyum karbür seramiklerine mukavemet, yüksek sertlik, aşınma direnci, korozyon direnci, yüksek termal iletkenlik ve iyi termal şok direnci gibi mükemmel özellikler kazandırır. Aynı zamanda, Çin'de en yaygın kullanılan kurşun geçirmez seramik olan ve en umut verici yüksek performanslı zırh koruma malzemelerinden biri olan silisyum karbür seramikler orta fiyatlı ve uygun maliyetlidir. SiC seramikleri zırh koruması alanında geniş bir gelişim alanına sahiptir ve bireysel ekipman ve özel araç alanlarındaki uygulamaları çeşitlenme eğilimindedir. Koruyucu bir zırh malzemesi olarak, maliyet ve özel uygulama gibi faktörler göz önüne alındığında, seramiklerin çekme gerilmesinden kaynaklanan başarısızlığının üstesinden gelmek ve yalnızca tek bir parçanın korunmasını sağlamak için küçük seramik paneller ve kompozit arkalık genellikle seramik bir kompozit hedef oluşturacak şekilde yapıştırılır. mermi delip geçtiğinde tüm zırhı tahrip etmeden ezilir.

Bor karbür, sertliği elmas ve kübik bor nitrürden sonra ikinci olan süper sert bir malzemedir. Bu seramikler arasında sertlik en yüksek, yoğunluk ise en düşük olanıdır; yalnızca 2,52g/cm3, yani çeliğin 1/3'ü kadardır. Yüksek elastik modül, düşük termal genleşme katsayısı ve yüksek termal iletkenlik. Ek olarak, bor karbür iyi bir kimyasal stabiliteye, asit ve alkali korozyon direncine sahiptir ve oda sıcaklığında asit ve alkali ve çoğu inorganik bileşik sıvı ile reaksiyona girmez; Ve çoğu erimiş metalle ıslanmaz ve reaksiyona girmez. Bor karbür ayrıca diğer seramik malzemelerin sahip olmadığı iyi bir nötron emme özelliğine sahiptir. B4C, yaygın olarak kullanılan birçok zırh seramiği arasında en düşük yoğunluğa sahiptir ve yüksek elastik modülü, onu askeri zırh ve uzay malzemeleri için iyi bir seçim haline getirir. Ancak aynı zamanda, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç sinterlemesi gerektiren yüksek işleme teknolojisi de gerektirir, bu nedenle maliyet, üç seramik arasında en yüksek olanıdır (alüminanın yaklaşık 10 katı), bu da tek bir seramik olarak geniş uygulamasını sınırlar. faz koruyucu zırh. Bu üç yaygın kurşun geçirmez seramik malzemesi karşılaştırıldığında, alümina kurşun geçirmez seramik en düşük maliyete sahiptir, ancak kurşun geçirmezlik performansı silisyum karbür ve bor karbürden çok daha kötüdür. Bu nedenle silisyum karbür ve bor karbür, çoğunlukla yerli kurşun geçirmez seramik üretim birimlerinde bulunan, en popüler iki kurşun geçirmez seramik malzeme haline gelirken, alümina seramikler nadirdir. Bununla birlikte, optik işlevli şeffaf bir malzeme olarak yaygın olarak kullanılan ve bireysel kurşun geçirmez maskeler, füze tespit pencereleri, araç gözlem pencereleri, denizaltı periskopları vb. gibi askeri ekipmanlara uygulanan şeffaf seramiklerin hazırlanmasında tek kristal alümina kullanılabilir. .

Bu makaledeki bilgiler internetten alınmıştır ve tedavi tavsiyesi veya yatırım tavsiyesi olarak kullanılmaz. Bu makalenin haklarınız ve ilgi alanlarınız üzerinde etkisi varsa veya bu ürünle ilgileniyorsanız, size daha fazla yardım sağlayabilmemiz için lütfen zamanında bizimle iletişime geçin.