Jak wybrać płytę kuloodporną?

Stosowanie płytek ceramicznych datuje się na rok 1918, po zakończeniu I wojny światowej, kiedy pułkownik Newell Monroe Hopkins odkrył, że pokrycie stalowego pancerza szkliwem ceramicznym znacznie poprawiłoby jego ochronę.

Chociaż właściwości materiałów ceramicznych odkryto wcześnie, niedługo potem zaczęto je wykorzystywać do celów wojskowych.

Pierwszymi krajami, które powszechnie używały pancerzy ceramicznych, był były Związek Radziecki, a wojsko amerykańskie szeroko używało go podczas wojny w Wietnamie, ale pancerz ceramiczny pojawił się jako sprzęt ochrony osobistej dopiero w ostatnich latach ze względu na początkowe koszty i problemy techniczne.

W rzeczywistości ceramika z tlenku glinu była używana w kamizelkach kuloodpornych w Wielkiej Brytanii w 1980 roku, a armia amerykańska masowo produkowała pierwszą naprawdę „płytę wtykową” SAPI w latach 90., która była wówczas rewolucyjnym sprzętem ochronnym.Jego standard ochrony NIJIII mógł przechwycić większość pocisków, które mogłyby zagrozić piechocie, ale armia amerykańska nadal nie była z tego zadowolona.Narodziło się ESAPI.

ESAPI

W tamtym czasie ochrona ESAPI nie była zbyt wielkim włamaniem, a poziom ochrony NIJIV wyróżniał go i uratował życie niezliczonym żołnierzom.Jak to się dzieje, prawdopodobnie nie poświęca wiele uwagi.

Aby zrozumieć, jak działa ESAPI, musimy najpierw zrozumieć jego strukturę.Większość kompozytowych pancerzy ceramicznych to strukturalny cel ceramiczny + metalowy/niemetalowy cel tylny, a amerykańskie wojsko ESAPI również wykorzystuje tę strukturę.

Zamiast używać ceramiki z węglika krzemu, która działa i jest „ekonomiczna”, armia amerykańska zastosowała droższą ceramikę z węglika boru do ESAPI.Na płycie montażowej armia amerykańska zastosowała UHMW-PE, który w tamtym czasie był również niezwykle drogi.Cena wczesnego PE UHMW przewyższała nawet cenę węglika BORON.

Uwaga: ze względu na inną partię i proces, kevlar może być również używany jako płyta nośna przez armię amerykańską.

Rodzaje ceramiki kuloodpornej:

Ceramika kuloodporna, znana również jako ceramika konstrukcyjna, ma wysoką twardość, wysokie właściwości modułu, zwykle używane do ścierania metalu, takie jak szlifowanie kulek ceramicznych, ceramiczna głowica frezarki…….W pancerzu kompozytowym ceramika często pełni rolę „zniszczenia głowicy”.W kamizelkach kuloodpornych występuje wiele rodzajów ceramiki, najczęściej stosowana jest ceramika z tlenku glinu (AI²O³), ceramika z węglika krzemu (SiC), ceramika z węglika boru (B4C).

Ich odpowiednie cechy to:

Ceramika z tlenku glinu ma najwyższą gęstość, ale twardość jest stosunkowo niska, próg obróbki niższy, cena tańsza.Przemysł ma różną czystość dzieli się na ceramikę z tlenku glinu -85/90/95/99, jego etykieta jest wyższa czystość, twardość i cena są wyższe

Gęstość węglika krzemu jest umiarkowana, ta sama twardość jest stosunkowo umiarkowana, należy do struktury opłacalnej ceramiki, więc większość krajowych wkładów kamizelek kuloodpornych będzie używać ceramiki z węglika krzemu.

Ceramika z węglika boru w tego rodzaju ceramikach o najniższej gęstości, najwyższej wytrzymałości, a jej technologia obróbki to także bardzo wysokie wymagania, spiekanie w wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu, a więc jej cena jest również najdroższą ceramiką.

Biorąc za przykład płytę NIJ klasy ⅲ, chociaż waga płytki ceramicznej z tlenku glinu jest o 200g ~ 300g większa niż płytki ceramicznej z węglika krzemu i 400g ~ 500g więcej niż płytki ceramicznej z węglika boru.Ale cena wynosi 1/2 płytki ceramicznej z węglika krzemu i 1/6 płytki ceramicznej z węglika boru, więc płytka ceramiczna z tlenku glinu ma najwyższą wydajność kosztową i należy do wiodących produktów na rynku

W porównaniu z metalową płytą kuloodporną, kompozytowa/ceramiczna płyta kuloodporna ma przewagę nie do pokonania!

Przede wszystkim metalowy pancerz uderza pociskiem w jednorodny metalowy pancerz.W pobliżu prędkości granicznej penetracji, tryb uszkodzenia tarczy docelowej to głównie kratery ściskane i odpadki ścinane, a zużycie energii kinetycznej zależy głównie od pracy ścinania spowodowanej odkształceniem plastycznym i odpadkami.

Efektywność energetyczna ceramicznego pancerza kompozytowego jest oczywiście wyższa niż jednorodnego pancerza metalowego.

Reakcja celu ceramicznego jest podzielona na pięć procesów

1: dach pocisku jest rozbity na małe kawałki, a zmiażdżenie głowicy zwiększa docelowy obszar działania, aby rozproszyć ładunek na płycie ceramicznej.

2: pęknięcia pojawiają się na powierzchni ceramiki w strefie uderzenia i rozciągają się na zewnątrz od strefy uderzenia.

3: pole siłowe z falą ściskającą strefę uderzenia przednią do wnętrza ceramiki, tak że ceramika pęka, proszek generowany ze strefy uderzenia wokół pocisku wylatuje.

4: pęknięcia na grzbiecie ceramiki, oprócz kilku promieniowych pęknięć, pęknięcia rozłożone w stożek, uszkodzenie w stożku.

5: ceramika w stożku rozpada się na fragmenty w złożonych warunkach naprężeń, gdy pocisk uderza w powierzchnię ceramiczną, większość energii kinetycznej jest zużywana na zniszczenie okrągłodennego obszaru stożka, jego średnica zależy od właściwości mechanicznych i wymiarów geometrycznych pocisku i materiału ceramicznego.

Powyższe to tylko charakterystyka reakcji pancerza ceramicznego na pociski o niskiej/średniej prędkości.Mianowicie charakterystyka reakcji prędkości pocisku ≤V50.Gdy prędkość pocisku jest wyższa niż V50, pocisk i ceramika ulegają wzajemnej erozji, tworząc strefę zgniatania meskalu, w której zarówno pancerz, jak i korpus pocisku są płynne.

Uderzenie odbierane przez płytę montażową jest bardzo złożone, a proces ma charakter trójwymiarowy, z interakcjami między pojedynczymi warstwami i w poprzek sąsiednich warstw włókien.

Mówiąc prościej, fala naprężeń od fali tkaniny do matrycy żywicy, a następnie do sąsiedniej warstwy, reakcja fali odkształcenia na przecięcie włókien, skutkująca rozproszeniem energii uderzenia, propagacja fali w matrycy żywicy, oddzielenie warstwa tkaniny i migracja warstwy tkaniny zwiększają zdolność kompozytu do pochłaniania energii kinetycznej.Migracja spowodowana przemieszczaniem się i propagacją pęknięć oraz oddzieleniem poszczególnych warstw tkaniny może pochłaniać dużą ilość energii uderzenia.

W przypadku eksperymentu symulacyjnego odporności na penetrację pancerza kompozytowo-ceramicznego, eksperyment symulacyjny jest na ogół stosowany w laboratorium, tzn. do przeprowadzenia eksperymentu penetracyjnego wykorzystuje się działo gazowe.

Dlaczego Linry Armor jako producent wkładów kuloodpornych miał w ostatnich latach przewagę cenową?Istnieją dwa główne czynniki:

(1) Ze względu na potrzeby inżynieryjne istnieje duże zapotrzebowanie na ceramikę konstrukcyjną, dlatego cena ceramiki konstrukcyjnej jest bardzo niska [podział kosztów].

(2) Jako producent surowce i produkty gotowe są przetwarzane we własnych fabrykach, dzięki czemu możemy dostarczać produkty najwyższej jakości i najbardziej przyjazne ceny dla sklepów kuloodpornych i osób prywatnych.