Razlika med silicijevim karbidom in borovim karbidom

Od začetka tega leta so globalni konflikti, kot sta konflikt med Rusijo in Ukrajino in izraelsko-palestinski konflikt, pritegnili široko pozornost po vsem svetu. V takšnem globalnem okolju je nacionalna obramba različnih držav postopoma postala napeta, zaradi česar je trg nekaterih vojaških materialov v zadnjem času zelo razgret. Med njimi, kot velikanoma neprebojne keramične industrije, zagotovo ne bosta manjkala silicijev karbid in borov karbid. Ali veste, zakaj je keramika neprebojna? Kakšne so zahteve glede zmogljivosti neprebojne keramike za materiale? Raziščimo ga skupaj.

Kakšen je princip neprebojnosti keramičnih materialov?

Osnovno načelo oklepne zaščite je poraba energije izstrelka, upočasnitev izstrelka in doseganje neškodljivosti. Velika večina tradicionalnih inženirskih materialov, kot so kovinski materiali, absorbira energijo s strukturno plastično deformacijo, medtem ko keramični materiali absorbirajo energijo s procesi mikro drobljenja. Proces absorpcije energije neprebojne keramike lahko v grobem razdelimo na tri stopnje:
Začetna stopnja vpliva:
Izstrelek zadene keramično površino, zaradi česar postane bojna glava topa in absorbira energijo med procesom drobljenja in oblikovanja majhnih in trdih drobcev na keramični površini;
Stopnja erozije:
Topi projektil še naprej razjeda razdrobljeno območje in tvori neprekinjeno plast keramičnih drobcev;
Faze deformacije, razpok in loma:
Končno se v keramiki ustvari natezna napetost, ki povzroči njen zlom. Nato se zadnja plošča deformira, vsa preostala energija pa se absorbira z deformacijo materiala zadnje plošče. Pri udaru izstrelka v keramiko pride do poškodbe tako izstrelka kot keramike.

Kakšne so zahteve za materialne lastnosti neprebojne keramike?

Ker je sama keramika krhka, se pri udarcu izstrelka prej zlomi kot plastično deformira. Pri natezni obremenitvi pride do loma najprej na heterogenih področjih, kot so pore in meje zrn. Zato mora biti oklepna keramika visokokakovostna keramika z nizko poroznostjo (do 99 % teoretične vrednosti gostote) in drobnozrnato strukturo, da bi zmanjšali koncentracijo mikro napetosti.
Obstaja veliko vrst neprebojnih keramičnih materialov, vključno z aluminijevim oksidom, silicijevim karbidom, borovim karbidom, silicijevim nitridom, titanovim boridom itd. Med njimi so aluminijev oksid (Al2O3), silicijev karbid (SiC) in borov karbid (B4C). najbolj razširjeno. Keramika iz aluminijevega oksida ima največjo gostoto, a relativno nizko trdoto, nižji prag obdelave in nižjo ceno. Glede na čistost jih delimo na 85/90/95/99 keramiko iz aluminijevega oksida, ustrezna trdota in cena pa se prav tako povečujeta zaporedno.

Silicijev karbid in borov karbid kot surovini za neprebojne materiale?

Silicijev karbid ima zelo močno kovalentno vez in ima še vedno visoko trdno vez pri visoki temperaturi. Ta strukturna značilnost daje keramiki iz silicijevega karbida odlične lastnosti, kot so trdnost, visoka trdota, odpornost proti obrabi, odpornost proti koroziji, visoka toplotna prevodnost in dobra odpornost na toplotni udar. Hkrati ima keramika iz silicijevega karbida zmerno ceno in stroškovno učinkovito, ki je najpogosteje uporabljena neprebojna keramika na Kitajskem in eden najbolj obetavnih visokozmogljivih materialov za zaščito oklepa. Keramika SiC ima širok razvojni prostor na področju oklepne zaščite, njena uporaba na področju individualne opreme in specialnih vozil pa je vedno bolj raznolika. Kot zaščitni oklepni material, ob upoštevanju dejavnikov, kot sta cena in posebna uporaba, so majhne keramične plošče in kompozitne plošče običajno povezane, da tvorijo keramično kompozitno tarčo za premagovanje okvare keramike, ki jo povzroča natezna napetost, in za zagotovitev, da je samo en kos se zdrobi, ne da bi uničil celoten oklep, ko izstrelek prebije.

Borov karbid je supertrden material, katerega trdota je takoj za diamantom in kubičnim borovim nitridom. Med temi keramikami je trdota največja, gostota pa najmanjša, le 2,52g/cm3, kar je 1/3 jekla. Visok modul elastičnosti, nizek koeficient toplotne razteznosti in visoka toplotna prevodnost. Poleg tega ima borov karbid dobro kemično stabilnost, odpornost na kislinsko in alkalno korozijo ter ne reagira s kislino in alkalijami ter večino anorganskih spojin tekočin pri sobni temperaturi; In se ne zmoči in ne reagira z večino staljenih kovin. Borov karbid ima tudi dobro sposobnost absorpcije nevtronov, ki je drugi keramični materiali nimajo. B4C ima najnižjo gostoto med številnimi običajno uporabljenimi oklepnimi keramikami, zaradi visokega modula elastičnosti pa je dobra izbira za vojaške oklepne in vesoljske materiale. Toda hkrati zahteva tudi visoko tehnologijo obdelave, ki zahteva visokotemperaturno in visokotlačno sintranje, zato je cena najvišja med tremi keramikami (približno 10-krat večja od aluminijevega oksida), kar omejuje njeno široko uporabo kot eno- fazni zaščitni oklep. Če primerjamo te tri vrste običajnih neprebojnih keramičnih materialov, ima neprebojna keramika iz aluminijevega oksida najnižjo ceno, vendar je njena neprebojna zmogljivost veliko slabša kot pri silicijevem karbidu in borovem karbidu. Zato sta silicijev karbid in borov karbid postala dva najbolj priljubljena neprebojna keramična materiala, ki sta večinoma v domačih enotah za proizvodnjo neprebojne keramike, medtem ko je aluminijeva keramika redka. Vendar pa se monokristalni aluminijev oksid lahko uporablja za pripravo prozorne keramike, ki se pogosto uporablja kot prozoren material z optično funkcijo in se uporablja za vojaško opremo, kot so individualne neprebojne maske, okna za zaznavanje izstrelkov, okna za opazovanje vozil, podmorniški periskop itd. .

Informacije v tem članku izvirajo iz interneta in se ne uporabljajo kot nasvet za zdravljenje ali naložbeni nasvet. Če ta članek vpliva na vaše pravice in interese ali vas zanima ta izdelek, nas pravočasno kontaktirajte, da vam lahko zagotovimo več pomoči