Ningbo Tianhong Security Technology Co., Ltd.

إنه استخدام السيراميك للألواح المضادة للرصاص

③المواد الخزفية المضادة للرصاص الأكثر استخدامًا

منذ القرن الحادي والعشرين، تطور السيراميك المقاوم للرصاص بسرعة، وهناك أنواع عديدة، بما في ذلك الألومينا، وكربيد السيليكون، وكربيد البورون، ونيتريد السيليكون، وبوريد التيتانيوم، وما إلى ذلك، ومن بينها سيراميك الألومينا (Al₂O₃)، وسيراميك كربيد السيليكون (SiC)، سيراميك كربيد البورون (B4C) هو الأكثر استخدامًا.

تتمتع سيراميك الألومينا بأعلى كثافة، ولكن الصلابة منخفضة نسبيًا، وعتبة المعالجة منخفضة، والسعر منخفض، وفقًا للنقاء مقسم إلى سيراميك الألومينا 85/90/95/99، كما يتم زيادة الصلابة المقابلة والسعر بدوره.

مواد الكثافة /(كجم*م²) معامل المرونة /

(GN*م²)

HV أي ما يعادل سعر الألومينا
كربيد البورون 2500 400 30000 × 10
أكسيد الألمونيوم 3800 340 15000 1
ثنائي بوريد التيتانيوم 4500 570 33000 X10
كربيد السيليكون 3200 370 27000 X5
طلاء الأكسدة 2800 415 12000 X10
قبل الميلاد/كربيد 2600 340 27500 X7
السيراميك الزجاجي 2500 100 6000 1
نيتريد السيليكون 3200 310 17000 X5

مقارنة خصائص السيراميك المضاد للرصاص المختلفة

كثافة سيراميك كربيد السيليكون منخفضة نسبيًا، وصلابة عالية، وهو سيراميك هيكلي فعال من حيث التكلفة، لذلك فهو أيضًا السيراميك المضاد للرصاص الأكثر استخدامًا في الصين.

يتمتع سيراميك كربيد البورون بأقل كثافة وأعلى صلابة بين هذه السيراميك، ولكن في الوقت نفسه، متطلباته لتكنولوجيا المعالجة مرتفعة جدًا أيضًا، وتتطلب درجة حرارة عالية وتلبد بالضغط العالي، وبالتالي فإن التكلفة هي أيضًا الأعلى بين هذه السيراميك الثلاثة.

اسفسفب (1)

بالمقارنة مع هذه المواد الثلاثة الأكثر شيوعًا من السيراميك المضاد للرصاص، فإن سيراميك الألومينا المضاد للرصاص لديه أقل تكلفة، ولكن أداء مضاد للرصاص أقل بكثير من كربيد السيليكون وكربيد البورون، وبالتالي فإن وحدات الإنتاج المحلية الحالية من السيراميك المضاد للرصاص مصنوعة من كربيد السيليكون وكربيد البورون المضاد للرصاص، بينما سيراميك الألومينا نادر.ومع ذلك، يمكن استخدام الألومينا أحادية البلورة لتحضير السيراميك الشفاف، والذي يستخدم على نطاق واسع كمواد شفافة ذات وظائف ضوئية، ويتم تطبيقه في المعدات العسكرية مثل الأقنعة الفردية المضادة للرصاص للجنود، ونوافذ الكشف عن الصواريخ، ونوافذ مراقبة المركبات، ومناظير الغواصات.

④اثنان من أكثر مواد السيراميك المقاومة للرصاص شيوعًا

سيراميك مضاد للرصاص من كربيد السيليكون

الرابطة التساهمية لكربيد السيليكون قوية جدًا ولا تزال تتمتع برابطة عالية القوة عند درجة حرارة عالية.تمنح هذه الميزة الهيكلية سيراميك كربيد السيليكون قوة ممتازة وصلابة عالية ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل والموصلية الحرارية العالية ومقاومة جيدة للصدمات الحرارية وخصائص أخرى.في الوقت نفسه، يعتبر سعر سيراميك كربيد السيليكون معتدلاً وفعالاً من حيث التكلفة، وهو أحد أكثر مواد حماية الدروع عالية الأداء الواعدة.

يتمتع سيراميك كربيد السيليكون بمساحة تطوير واسعة في مجال حماية الدروع، وتميل تطبيقاته في مجال المعدات الفردية والمركبات الخاصة إلى التنوع.عند استخدامها كمادة درع واقية، مع الأخذ في الاعتبار التكلفة ومناسبات التطبيق الخاصة وعوامل أخرى، فهي عادة ما تكون عبارة عن ترتيب صغير من الألواح الخزفية واللوحة المعززة المركبة المرتبطة بلوحة الهدف المركبة الخزفية، للتغلب على فشل السيراميك بسبب إجهاد الشد، و للتأكد من أن اختراق القذيفة يؤدي إلى تحطيم قطعة واحدة فقط دون الإضرار بالدرع بأكمله.

اسفسفب (2)

سيراميك مضاد للرصاص من كربيد البورون

كربيد البورون هو صلابة المواد المعروفة بعد الماس ونيتريد البورون المكعب، وهو مادة فائقة الصلابة، تصل صلابة إلى 3000 كجم/مم²؛الكثافة منخفضة، فقط 2.52 جم/سم مكعب، وهو ما يمثل 1/3 من الفولاذ؛معامل مرونة عالية، 450 جيجا باسكال؛نقطة انصهار عالية، حوالي 2447 درجة مئوية؛معامل التمدد الحراري منخفض والتوصيل الحراري مرتفع.بالإضافة إلى ذلك، يتمتع كربيد البورون بثبات كيميائي جيد، ومقاومة للتآكل الحمضي والقلوي، وفي درجة حرارة الغرفة لا يتفاعل مع الأحماض والقاعدة ومعظم السوائل المركبة غير العضوية، فقط في حمض الهيدروفلوريك وحمض الكبريتيك، والسائل المختلط بحمض الهيدروفلوريك وحمض النتريك له تآكل بطيء. ;ومعظم المعادن المنصهرة لا تبلل ولا تتصرف.كما يتمتع كربيد البورون بقدرة جيدة على امتصاص النيوترونات، وهو ما لا يتوفر في المواد الخزفية الأخرى.يتمتع B4C بأقل كثافة من بين العديد من أنواع السيراميك المدرعة شائعة الاستخدام، بالإضافة إلى معامل مرونة عالي، مما يجعله خيارًا جيدًا للمواد المستخدمة في الدروع العسكرية ومجالات الفضاء.المشكلة الرئيسية لـ B4C هي أنها باهظة الثمن (حوالي 10 أضعاف الألومينا) وهشة، مما يحد من تطبيقها على نطاق واسع كدرع وقائي أحادي الطور.

اسفسفب (3)

⑤طريقة تحضير السيراميك المضاد للرصاص.

تكنولوجيا التحضير خصائص العملية
ميزة
تلبيد الصحافة الساخنة مع درجة حرارة تلبيد منخفضة ووقت تلبيد قصير، يمكن الحصول على سيراميك ذو حبيبات دقيقة وكثافة نسبية عالية وخصائص ميكانيكية جيدة.
تلبيد الضغط العالي تحقيق تلبيد سريع ودرجة حرارة منخفضة وزيادة معدل التكثيف.
تلبيد الضغط المتوازن الساخن يمكن تحضير السيراميك ذو الأداء العالي والشكل المعقد من خلال درجة حرارة تلبيد منخفضة، ووقت قصير للطرق، وانكماش موحد للجسم السيئ.
تلبيد الميكروويف التكثيف السريع، تسخين موحد متدرج صفر، تحسين هيكل المواد، تحسين أداء المواد، الكفاءة العالية وتوفير الطاقة.
تفريغ تلبيد البلازما وقت التلبيد قصير، ودرجة حرارة التلبيد منخفضة، وأداء السيراميك جيد، وكثافة مادة التدرج عالية الطاقة عالية.
طريقة ذوبان شعاع البلازما يتم ذوبان المواد الخام المسحوقة بالكامل، ولا تكون مقيدة بحجم جسيمات المسحوق، ولا تحتاج إلى تدفق نقطة انصهار منخفضة، والمنتج له بنية كثيفة.
تلبيد رد الفعل تكنولوجيا التصنيع ذات الحجم الصافي القريب، عملية بسيطة، منخفضة التكلفة، يمكن أن تعد أجزاء كبيرة الحجم ومعقدة الشكل.
تلبد بدون ضغط يتميز المنتج بأداء ممتاز في درجات الحرارة العالية، وعملية تلبيد بسيطة وتكلفة منخفضة.هناك العديد من طرق التشكيل المناسبة، والتي يمكن استخدامها للأجزاء الكبيرة المعقدة والسميكة، كما أنها مناسبة للإنتاج الصناعي على نطاق واسع.
تلبيد المرحلة السائلة درجة حرارة تلبيد منخفضة، مسامية منخفضة، حبوب دقيقة، كثافة عالية، قوة عالية

 

تكنولوجيا التحضير خصائص العملية
الحرمان
تلبيد الصحافة الساخنة العملية أكثر تعقيدًا، ومتطلبات مواد القالب والمعدات عالية، وكفاءة الإنتاج منخفضة، وتكلفة الإنتاج مرتفعة، ولا يمكن تحضير الشكل إلا بمنتجات بسيطة.
تلبيد الضغط العالي يمكن فقط تحضير المنتجات ذات الأشكال البسيطة والإنتاج المنخفض والاستثمار العالي في المعدات وظروف التلبيد العالية والاستهلاك العالي للطاقة.حاليا، هو فقط في مرحلة البحث
تلبيد الضغط المتوازن الساخن تكلفة المعدات مرتفعة، وحجم قطعة العمل المراد معالجتها محدود
تلبيد الميكروويف التكنولوجيا النظرية تحتاج إلى تحسين، والمعدات غير متوفرة، ولم يتم تطبيقها على نطاق واسع
تفريغ تلبيد البلازما تحتاج النظرية الأساسية إلى تحسين، والعملية معقدة، والتكلفة مرتفعة، ولم يتم تصنيعها.
طريقة ذوبان شعاع البلازما لم يتم تحقيق متطلبات المعدات العالية للتطبيق على نطاق واسع.
تلبيد رد الفعل يقلل السيليكون المتبقي من الخواص الميكانيكية لدرجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل، ومقاومة الأكسدة للمادة.
تلبد بدون ضغط درجة حرارة التلبيد مرتفعة، وهناك مسامية معينة، والقوة منخفضة نسبيًا، وهناك حوالي 15٪ انكماش في الحجم.
تلبيد المرحلة السائلة إنها عرضة للتشوه والانكماش الكبير ويصعب التحكم في دقة الأبعاد

 

سيراميك

AL2O3 .B4 C .كربيد كربيد

AL2O3

AL2O3 .B4 C .كربيد كربيد

AL2O3

AL2O3 .B4 C .كربيد كربيد

AL2O3
B4 C .كربيد كربيد

AL2O3 .B4 C .كربيد كربيد

.كربيد كربيد

ترقية السيراميك المضاد للرصاص

على الرغم من أن القدرة المضادة للرصاص لكربيد السيليكون وكربيد البورون كبيرة جدًا، إلا أنه لا يمكن تجاهل مشكلة صلابة الكسر وضعف هشاشة السيراميك أحادي الطور.لقد وضع تطور العلوم والتكنولوجيا الحديثة متطلبات الأداء الوظيفي والاقتصادي للسيراميك المضاد للرصاص: متعدد الوظائف، والأداء العالي، والوزن الخفيف، والتكلفة المنخفضة والسلامة.لذلك، في السنوات الأخيرة، يأمل الخبراء والعلماء في تحقيق تقوية السيراميك وخفة وزنه واقتصاديته من خلال التعديل الجزئي، بما في ذلك مركب نظام السيراميك متعدد المكونات، والسيراميك المتدرج الوظيفي، وتصميم الهيكل متعدد الطبقات، وما إلى ذلك، ويكون هذا الدرع خفيفًا. الوزن مقارنة بالدروع الحالية، وتحسين الأداء المتحرك للوحدات القتالية بشكل أفضل.

يُظهر السيراميك المتدرج وظيفيًا تغيرات منتظمة في خصائص المواد من خلال التصميم الكوني المصغر.على سبيل المثال، بوريد التيتانيوم ومعدن التيتانيوم وأكسيد الألومنيوم، وكربيد السيليكون، وكربيد البورون، ونيتريد السيليكون ومعدن الألومنيوم وغيرها من الأنظمة المركبة المعدنية/السيراميك، يتغير أداء التدرج على طول موضع السُمك، أي تحضير الصلابة العالية الانتقال إلى السيراميك عالي الصلابة المضاد للرصاص.

يتكون السيراميك متعدد الأطوار النانومتري من جزيئات تشتت دون الميكرون أو نانومتر تضاف إلى سيراميك المصفوفة.مثل SiC-Si3N4-Al2O3، B4C-SiC، وما إلى ذلك، فإن صلابة السيراميك ومتانته وقوته لها تحسن معين.ويذكر أن الدول الغربية تدرس تلبيد مسحوق النانو لتحضير السيراميك بحجم حبيبات يصل إلى عشرات النانومترات لتحقيق قوة ومتانة المواد، ومن المتوقع أن يحقق السيراميك المضاد للرصاص طفرة كبيرة في هذا الصدد.

تلخيص

سواء كان السيراميك أحادي الطور أو السيراميك متعدد المراحل، فإن أفضل المواد الخزفية المضادة للرصاص أو لا يمكن فصلها عن كربيد السيليكون، كربيد البورون هاتين المادتين.خاصة بالنسبة لمواد كربيد البورون، مع تطور تكنولوجيا التلبيد، أصبحت الخصائص الممتازة لسيراميك كربيد البورون أكثر وضوحًا، وسيتم تطوير تطبيقاتها في مجال الحماية من الرصاص.


وقت النشر: 14 ديسمبر 2023