هل يُستخدم السيراميك في صناعة الصفائح الواقية من الرصاص؟ (واحد)

يعتقد الناس أن السيراميك مادة هشة. إلا أنه بعد معالجة السيراميك بتقنيات حديثة، "تحول" ليصبح مادة جديدة صلبة وعالية المتانة، خاصة في مجالمضاد للرصاصمن بين المواد ذات الخصائص الفيزيائية الخاصة، تبرز السيراميك، لتصبح مادة مضادة للرصاص شائعة جداً.

1- الـمضاد للرصاصمبدأ المواد الخزفية

يقوم المبدأ الأساسي للحماية بالدروع على امتصاص طاقة المقذوف، وإبطاء سرعته، وجعله غير ضار. تمتص معظم المواد الهندسية التقليدية، مثل المواد المعدنية، الطاقة من خلال التشوه اللدن للهيكل، بينما تمتص المواد الخزفية الطاقة من خلال عملية التكسير الدقيق.

يمكن تقسيم عملية امتصاص الطاقة في السيراميك المضاد للرصاص تقريبًا إلى ثلاث مراحل:

(1) مرحلة التأثير الأولية: يصطدم المقذوف بالسطح الخزفي، مما يجعل الرأس الحربي غير حاد ويمتص الطاقة أثناء عملية السحق وتشكيل شظايا صغيرة وصلبة على السطح الخزفي؛

(2) مرحلة التآكل: يستمر المقذوف غير الحاد في تآكل المنطقة المجزأة، مما يشكل طبقة متصلة من شظايا السيراميك؛

(3) مراحل التشوه والتشقق والكسر: في النهاية، يتولد إجهاد شد في السيراميك، مما يؤدي إلى تحطمه. بعد ذلك، تتشوه الصفيحة الخلفية، ويتم امتصاص كل الطاقة المتبقية من خلال تشوه مادة الصفيحة الخلفية. خلال عملية اصطدام المقذوف بالسيراميك، يتضرر كل من المقذوف والسيراميك.

② متطلبات خصائص المواد للسيراميك المضاد للرصاص

نظراً لهشاشة السيراميك نفسه، فإنه ينكسر عند اصطدامه بالمقذوف بدلاً من التشوه اللدن. وتحت تأثير قوة الشد، يحدث الكسر أولاً في المناطق غير المتجانسة كالمسام وحدود الحبيبات. لذا، ولتقليل تركيز الإجهاد المجهري، يجب أن يكون سيراميك الدروع عالي الجودة، ذو مسامية منخفضة (تصل إلى 99% من قيمة الكثافة النظرية)، وبنية حبيبية دقيقة.

خصائص المواد وتأثيرها على خصائص مقاومة الرصاص

تتميز سيراميك كربيد السيليكون بكثافة منخفضة نسبيًا وصلابة عالية، وهي سيراميك هيكلي فعال من حيث التكلفة، لذا فهي أيضًا السيراميك المضاد للرصاص الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في الصين.
تتميز سيراميك كربيد البورون بأقل كثافة وأعلى صلابة بين هذه السيراميك، ولكن في الوقت نفسه، فإن متطلبات تقنية المعالجة الخاصة بها عالية جدًا أيضًا، حيث تتطلب تلبيدًا بدرجة حرارة عالية وضغط عالٍ، لذا فإن تكلفتها هي الأعلى بين هذه السيراميك الثلاثة.