Upotreba keramičkih ploča datira još od 1918. godine, nakon završetka Prvog svjetskog rata, kada je pukovnik Newell Monroe Hopkins otkrio da bi premazivanje čeličnog oklopa keramičkom glazurom uvelike poboljšalo njegovu zaštitu.
Iako su svojstva keramičkih materijala rano otkrivena, nije prošlo mnogo vremena prije nego što su korišteni u vojne svrhe.
Prve zemlje koje su naširoko koristile keramički oklop bio je bivši Sovjetski Savez, a američka vojska ga je intenzivno koristila tokom Vijetnamskog rata, ali se keramički oklop pojavio tek kao osobna zaštitna oprema posljednjih godina zbog ranih troškova i tehničkih problema.
U stvari, aluminijska keramika je korištena u pancirima u Velikoj Britaniji 1980. godine, a američka vojska je masovno proizvela prvu istinski “plug-in ploču” SAPI 1990-ih, koja je u to vrijeme bila revolucionarna zaštitna oprema.Njegov standard zaštite NIJIII mogao je presresti većinu metaka koji bi mogli ugroziti pješadiju, ali američka vojska još uvijek nije bila zadovoljna s tim.ESAPI je rođen.
ESAPI
U to vrijeme, ESAPI-jeva zaštita nije bila previše hak, a NIJIV nivo zaštite ju je istakao i spasio živote nebrojenih vojnika.Kako to radi, vjerovatno nije velika pažnja.
Da bismo razumjeli kako ESAPI funkcionira, prvo moramo razumjeti njegovu strukturu.Većina kompozitnih keramičkih oklopa je strukturna keramička meta + metalna/nemetalna stražnja meta, a američka vojna ESAPI također koristi ovu strukturu.
Umjesto da koristi keramiku od silicijum karbida koja radi i koja je “ekonomična”, američka vojska je za ESAPI koristila skuplju keramiku od bor karbida.Na zadnjoj ploči američka vojska je koristila UHMW-PE, koji je u to vrijeme također bio izuzetno skup.Cijena ranog UHMW-PE čak je premašila cijenu BOR karbida.
Napomena: zbog različite serije i procesa, kevlar se također može koristiti kao podloga od strane američke vojske.
Vrste neprobojne keramike:
Neprobojna keramika, poznata i kao strukturalna keramika, ima visoku tvrdoću, visoke karakteristike modula, obično se koristi za abraziju metala, kao što su keramičke kuglice za mljevenje, glava alata za glodanje keramike…….U kompozitnim oklopima, keramika često igra ulogu „razaranja bojeve glave“.Postoji mnogo vrsta keramike u oklopima, a najčešće se koriste keramika od aluminijuma (AI²O³), keramika od silicijum karbida (SiC), keramika od bor karbida (B4C).
Njihove odgovarajuće karakteristike su:
Aluminijska keramika ima najveću gustoću, ali je tvrdoća relativno niska, prag obrade je niži, cijena je jeftinija.Industrija ima različitu čistoću podijeljena je na -85/90/95/99 aluminijsku keramiku, njena oznaka je veća čistoća, tvrdoća i cijena su veće
Gustoća silicijum karbida je umjerena, ista tvrdoća je relativno umjerena, pripada strukturi isplative keramike, tako da će većina domaćih umetaka za pancire koristiti silicijum karbidnu keramiku.
Bor karbidna keramika je u ovoj vrsti keramike najniže gustine, najveće čvrstoće, a njena tehnologija obrade je takođe veoma visokim zahtevima, visokotemperaturnom i visokotlačnom sinterovanjem, pa je njena cena ujedno i najskuplja keramika.
Uzimajući NIJ grade ⅲ ploču kao primjer, iako je težina keramičke pločice umetka od glinice 200 g ~ 300 g veća od keramičke umetne ploče od silicijum karbida i 400 g ~ 500 g više od keramičke ploče umetka od bor karbida.Ali cijena je 1/2 keramičke pločice umetka od silicijum karbida i 1/6 keramičke pločice umetka od karbida bora, tako da keramička ploča umetka od aluminijevog oksida ima najveću cijenu i pripada vodećim proizvodima na tržištu.
U poređenju sa metalnom neprobojnom pločom, kompozitna/keramička neprobojna ploča ima nepremostivu prednost!
Prije svega, metalni oklop projektilom pogađa homogeni metalni oklop.Blizu granične brzine prodiranja, način kvara ciljne ploče su uglavnom kompresijski krateri i posmični puževi, a potrošnja kinetičke energije uglavnom ovisi o posmičnom radu uzrokovanom plastičnom deformacijom i puževima.
Efikasnost potrošnje energije keramičkog kompozitnog oklopa očito je veća od one kod homogenog metalnog oklopa.
Reakcija keramičke mete podijeljena je u pet procesa
1: krov metka je razbijen na male komadiće, a drobljenje bojeve glave povećava područje djelovanja mete, kako bi se raspršilo opterećenje na keramičkoj ploči.
2: na površini keramike u zoni udara pojavljuju se pukotine, koje se protežu prema van od zone udara.
3: Polje sile sa udarnom zonom kompresije vala fronta u unutrašnjost keramike, tako da je keramika slomljena, prah nastao iz zone udara oko projektila izleti van.
4: pukotine na poleđini keramike, pored nekih radijalnih pukotina, pukotina raspoređenih u konus, doći će do oštećenja u konusu.
5: keramika u stošcu je razbijena na fragmente pod složenim uslovima naprezanja, kada projektil udari u površinu keramike, većina kinetičke energije se troši na uništavanje okruglog dna konusa, njegov prečnik zavisi od mehaničkih svojstava i geometrijskih dimenzija projektila i keramičkog materijala.
Gore navedene su samo karakteristike odziva keramičkog oklopa na projektile male/srednje brzine.Naime, karakteristike odziva brzine projektila ≤V50.Kada je brzina projektila veća od V50, projektil i keramika erodiraju jedan drugog, stvarajući zonu drobljenja meskala gdje se i oklop i tijelo projektila pojavljuju kao fluid.
Udar koji prima zadnja ploča je veoma složen, a proces je trodimenzionalne prirode, sa interakcijama između pojedinačnih slojeva i preko ovih susednih slojeva vlakana.
Jednostavno rečeno, talas naprezanja od talasa tkanine do matriksa smole, a zatim do susednog sloja, reakcija talasa deformacije na presek vlakana, što rezultira disperzijom energije udara, širenjem talasa u matrici smole, odvajanjem sloj tkanine i migracija sloja tkanine povećavaju sposobnost kompozita da apsorbuje kinetičku energiju.Migracija uzrokovana kretanjem i širenjem pukotina i odvajanjem pojedinačnih slojeva tkanine može apsorbirati veliku količinu energije udara.
Za eksperiment simulacije otpornosti na prodiranje kompozitnog keramičkog oklopa, simulacijski eksperiment je općenito usvojen u laboratoriju, odnosno plinski pištolj se koristi za izvođenje eksperimenta penetracije.
Zašto je Linry Armor posljednjih godina imao prednost u cijeni kao proizvođač neprobojnih umetaka?Postoje dva glavna faktora:
(1) Zbog inženjerskih potreba postoji velika potražnja za strukturnom keramikom, tako da je cijena konstrukcijske keramike vrlo niska [podjela troškova].
(2) Kao proizvođač, sirovine i gotovi proizvodi se prerađuju u vlastitim tvornicama, tako da možemo pružiti najkvalitetnije proizvode i najpovoljnije cijene za neprobojne radnje i pojedince.
Vrijeme objave: 18.11.2021