Seramik Zırh Malzemelerinin Yoğunluk ve Üretim Maliyeti Karşılaştırması

Seramik Kompozit Zırh Malzemeleri ve Penetrasyon Direnci

Seramik zırhlar, patlama parçalarının tutulması ve mermilerin nüfuz etmesini engellemek için kullanılmaktadır. Hafiflik avantajı ile birlikte yüksek sertlik ve basınç dayanımı, bu malzemeleri mermi direnci için geliştirilmiş kılar. Zırh uygulamaları için kullanılan en yaygın seramik malzemeler alümina, bor carbür, silikon carbür ve titanyum diborürdür.

Oksit ve Oksit Olmayan Seramik Malzemeler

Balistik koruma için yaygın olarak farklı seramik malzemeler kullanılmaktadır. Bunlar bazı oksit seramikleri (çoğunlukla farklı Al2O3 içeriğine sahip alümina seramikleri) ve oksit olmayan seramikleri (çoğunlukla carbürler, nitrürler, borürler ve bunların kombinasyonları) içerir.

Yüksek yoğunluğa (3.95 g cm−3’e kadar) rağmen, alümina seramikler, nispeten yüksek fiziksel özellikler ve performans, düşük maliyet ve çeşitli yöntemlerle üretilebilirlik sağladıkları için balistik koruma için yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, kayar döküm, presleme, özel koruyucu atmosfere sahip fırınlar gibi pahalı ekipman kullanmadan enjeksiyon kalıplama gibi. Son zamanlarda geliştirilen daha düşük yoğunluklu alümina-mullit seramikler buna göre ağırlıkta azalma sağlar. Bu malzemeler aynı zamanda ucuzdur ve iyi bir üretim kabiliyetine sahiptir.

Düşük Yoğunluklu Oksit Olmayan Seramikler

Karşılaştırıldığında, oksit olmayan yoğun seramikler, örneğin bor carbür (B4C), silisyum carbür (SiC), silikon nitrür (Si3N4), alüminyum nitrür (AlN) ve diğerleri (titanyum diborid bazlı seramikler hariç) ikili sistemleri (örn. B4C–SiC, SiC–Si3N4) 2,5–3,3 g cm−3 aralığında düşük yoğunluklara sahiptir (balistik koruma sistemleri için önemlidir). Bu malzemeler yüksek mekanik özelliklere sahiptir, örn. sertlik, Young modülü, güç.

Bununla birlikte, çoğu durumda, bu seramikler pahalı ve çok üretken olmayan sıcak presleme ile üretilir. Ticari olarak üretilen SiC seramikler gibi basınçsız sinterlenmiş malzemeler, sıcak preslenmiş malzemelerden daha ucuzdur. Ancak imalatları özel kontrollü atmosferlere ve sinterleme için çok yüksek sıcaklıklara sahip fırınlar gerektirdiğinden nispeten pahalıdır.

Reaksiyona bağlı silisyum carbür (RBSC) ve bor carbür (RBBC) ve diğer bazı reaksiyona bağlı carbür bazlı seramikler, nispeten düşük maliyetleri, yüksek fiziksel özellikleri ve nispeten büyük boyutlu üretim yetenekleri nedeniyle zırh uygulamalarında da yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu reaksiyona malzemeler, aynı zamanda, yoğun homojen carbür bazlı seramiklerden çok darbeli durumlar için daha iyi bütünlük gösterir.

Balıstik Performans İncelemeleri

Zırh parçalama mekanizmasının daha iyi anlaşılması gerekliliği nedeniyle son on yılda farklı seramik zırh malzemelerinin balistik performans incelemeleri yapılmıştır. Çalışmaların çoğu ya modelleme koşulları ve mermiler ya da gerçek tehditler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Arkalık malzemelerinin doğası ve kalınlığı, stresi azaltma yeteneklerinden dolayı çatlak ilerlemesi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir.

Bu açıklama Vikipedi kaynaklarından uyarlanmıştır ve şu lisans altında sunulur: CC BY-SA 4.0.