陶瓷防彈片(防彈板)是防彈片中的一個(gè)重要分支,它具有很多金屬防彈片所不具備的優(yōu)勢(shì),,尤其是碳化硅陶瓷和高氧化鋁陶瓷,,它們具有很高的硬度和耐磨性、高壓縮強(qiáng)度和高應(yīng)力的優(yōu)良彈道性能,,是當(dāng)下很受歡迎的防彈材料,。
一、常見(jiàn)的防彈片材料及其特點(diǎn)
金屬防彈片:生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,,但密度大,,質(zhì)量重,影響使用效果,,在抵抗彈頭沖擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生塑性變形,,吸收能量,防彈效果也不理想,。
陶瓷防彈片:防彈陶瓷主要分為三大類,,分別是氧化物陶瓷(主要是氧化鋁陶瓷)、非氧化物陶瓷(例如碳化硅陶瓷,、氮化硅陶瓷氮化鋁陶瓷和碳化硼陶瓷等)以及二元系統(tǒng)(例如:B4C-TiB2基陶瓷),。
其中非氧化物陶瓷具有更高的物理性能和相對(duì)低的密度(TiB2基陶瓷除外),但這些材料制造方法多用價(jià)格較貴的熱壓技術(shù),,不易產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),。而高氧化鋁陶瓷防彈板性價(jià)比高,易于批量生產(chǎn),。
精城特瓷生產(chǎn)的防彈陶瓷
二,、陶瓷防彈板的性能要求
因陶瓷防彈板斷裂機(jī)理復(fù)雜,,裂紋形成是由許多因素引起的,,而且發(fā)生的時(shí)間十分短暫,所以防彈陶瓷要求的性能較多,,例如密度,、氣孔率,、硬度、斷裂韌性,、彈性模量,、聲速和機(jī)械強(qiáng)度等。
精城特瓷陶瓷防彈衣防彈插板
三,、陶瓷防彈的系統(tǒng)構(gòu)造和防彈原理
系統(tǒng)構(gòu)造:陶瓷防彈系統(tǒng)是由單片陶瓷或陶瓷—金屬?gòu)?fù)合物覆蓋上高抗張高強(qiáng)度有機(jī)纖維尼龍布或玻璃纖維層組成,。
防彈原理:陶瓷之所以能防彈,,是因?yàn)樗母弑葎偠取⒏弑葟?qiáng)度和許多環(huán)境下的化學(xué)惰性,。當(dāng)高速?gòu)楏w與陶瓷層碰撞時(shí),,陶瓷層碎裂或產(chǎn)生裂紋并以彈著點(diǎn)為中心向四周擴(kuò)散消耗彈體大部分能量,隨后高模量纖維復(fù)合板進(jìn)一步消耗彈體剩余能量,。
陶瓷防彈片優(yōu)勢(shì)明顯,,其中的氧化鋁陶瓷和碳化硅陶瓷更是性能優(yōu)越,接下來(lái)我們就來(lái)著重介紹一下這兩種陶瓷,。
該防彈片是用已產(chǎn)業(yè)化的超細(xì)氧化鋁粉體為主要材料,且要將三氧化二鋁粉轉(zhuǎn)化為晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)性能更穩(wěn)定的α-Al?O?,,α-Al?O?的純度應(yīng)達(dá)到95%以上甚至更高,,精城的99氧化鋁陶瓷防彈插板α-Al?O?純度就超過(guò)了99%。
當(dāng)純度超過(guò)95%時(shí),,Al?O?的主晶相就是剛玉,,隨著Al?O?含量的提高,剛玉含量也相應(yīng)增加,。最終的陶瓷晶粒度取決于原始Al?O?粉體的粒度和分布,,由于Al?O?粉體有較小的尺寸,因此,,燒結(jié)后的陶瓷具有精細(xì)的顯微結(jié)構(gòu),,2~4μm和1~3μm,。該陶瓷不含有玻璃相,,再加入一定比例的氧化鋯,小于1μm的ZrO?晶粒均勻分布于1~2μm的剛玉晶體之間,,很可能在燒結(jié)時(shí)ZrO?相阻止了剛玉晶體的長(zhǎng)大,,形成一種良好的顯微結(jié)構(gòu)。
防彈陶瓷的氣孔率應(yīng)盡量低,,以提高硬度和彈性模量,,這一點(diǎn)Al?O?陶瓷就非常出色。它的氣孔率接近于零,,而吸水率也不超過(guò)0.02%,。防彈片的硬度要求很高,應(yīng)高于飛行彈頭的硬度,,對(duì)Al?O?陶瓷來(lái)說(shuō),,硬度可達(dá)HRA88以上,完全符合條件,。聲音在陶瓷中傳播的速度,,表示陶瓷沖擊面上消耗能量的能力,,所以防彈片希望有高的聲速,高的聲速也間接表示陶瓷有良好的致密化和低的封閉氣孔,,Al?O?瓷的聲速能達(dá)到10500~11500m/s,,相比于其他防彈片優(yōu)勢(shì)明顯。
精城特瓷99氧化鋁陶瓷防彈片
五,、碳化硅陶瓷防彈片
SiC是以共價(jià)鍵為主的共價(jià)化合物,,由于碳和硅兩元素在形成SiC晶體時(shí),它的基本單元是四面體,,所有SiC均由 SiC 四面體堆積而成,,它的的硬度相當(dāng)高,僅次于幾種超硬材料,高于剛玉而名列普通磨料的前茅,按莫氏刻痕硬度為92,克氏顯微硬度為2200~2800kg/mm(負(fù)荷100g),。碳化硅的熱態(tài)硬度雖然隨著溫度的升高而下降,但仍比剛玉的硬度大很多,,作為防彈材料也非常不錯(cuò)。
精城特瓷碳化硅陶瓷防彈板
六,、精城特瓷99氧化鋁和碳化硅防彈插板性能指標(biāo)
作為專業(yè)的特種陶瓷生產(chǎn)廠家,,精城擁有近30年的陶瓷研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。
精城生產(chǎn)的99
氧化鋁陶瓷防彈板氧化鋁含量≥99%,,硬度≥HRA88,,密度≥3.9g/cm³,抗折強(qiáng)度>350MPA ,,沖擊韌性≥2.2J/cm²,,彈性模量>317GPA,經(jīng)過(guò)打靶實(shí)驗(yàn),,防彈等級(jí)超過(guò)美標(biāo)3級(jí),,普通瓷片尺寸有 50*50*10mm和 50*25*10mm,其他規(guī)格可根據(jù)客戶需要進(jìn)行定制,。
碳化硅防彈片碳化硅含量≥98%,,密度≥3.1g/cm³,硬度≥HRA92,,抗折強(qiáng)度>400MPA ,,經(jīng)過(guò)打靶實(shí)驗(yàn),防彈等級(jí)可達(dá)美標(biāo)4級(jí),,瓷片規(guī)格和氧化鋁相同,,同樣可以定制。
精城特瓷防彈陶瓷廠家直供
??文/謝勇