Kolik toho víte o balistickém karbidu křemíku?

Takovou scénu můžeme běžně vidět ve filmech: vypukne přestřelka, létají kulky a hlavní hrdina je napaden kulkou do hrudi, ale dá se předpokládat, že nabude vědomí a rozepne si bundu, aby odhalil neporušenou neprůstřelnou vestu s lesklou kulkou dokonale vyhořelé z nárazu. Existují skutečně takové neprůstřelné vesty v reálu, nebo jen ve filmech?

Neprůstřelné vesty a tvrdé pancéřové pláty se staly standardním vybavením pro vymáhání práva a armádu. Měkká neprůstřelná vesty však mají nízkou úroveň ochrany a mohou odolat pouze útoku nízkorychlostních kulek, vysokorychlostním kulkám lze odolat pouze pomocí tvrdých pancéřových plátů, které se obvykle vkládají do měkkých vest, aby poskytovaly dodatečnou ochranu. Tvrdé ochranné vložky jsou ve srovnání s měkkými neprůstřelnými vložkami mnohem těžší, ale běžné keramické kompozitní desky mohou všechny splnit požadavky lidí na hmotnost, výkon a cenu. V současné době existuje mnoho druhů neprůstřelné keramiky, mezi nimiž byl karbid křemíku vždy považován za ideální materiál pro výrobu neprůstřelných zařízení na základě své vysoké pevnosti a nižší hmotnosti. Karbid křemíku (SIC) má dvě hlavní krystalové struktury, kubickou β-SIC a hexagonální α-SIC. Karbid křemíku je sloučenina se silnou kovalentní vazbou a iontová vazba Si-C je pouze asi 12 %, což přináší SIC mnoho výhod, jako jsou lepší mechanické vlastnosti, velká odolnost proti oxidaci, dobrá odolnost proti opotřebení a nízký koeficient tření. Kromě toho má také dobrou tepelnou stabilitu, vysokou pevnost za tepla, nízkou tepelnou roztažnost, vysokou tepelnou vodivost, velkou odolnost proti tepelným šokům a odolnost proti chemické korozi atd. To vše činí SIC preferovaným vojenskými odborníky z různých zemí a získalo skvělé uplatnění v mnoha oborech. Nicméně SIC má také fatální defekt --- molekulární struktura určuje jeho nízkou houževnatost. Když dojde k nárazu, dokáže SIC se supervysokou pevností absolutně odolat obrovské kinetické energii střely a střelu okamžitě rozbít na kusy, při kterých díky nízké houževnatosti SIC praskne nebo se dokonce rozlomí. Proto SIC destičky nevydrží opakované střelby a lze je použít pouze jako jednorázové destičky. Podle mnoha výzkumníků v oblasti molekuly materiálu však lze nízkou houževnatost SIC teoreticky kompenzovat a překonat řízením procesu slinování a přípravy keramických vláken. Jakmile bude realizován, výrazně zlepší použití SIC v neprůstřelné oblasti, což z něj udělá nejideálnější materiál pro výrobu neprůstřelných zařízení.