Wie viel wissen Sie über ballistisches Siliciumcarbid?

Man kann normalerweise so eine Szene in Filmen sehen: ein Schusswechsel bricht aus, Kugeln fliegen, und der Protagonist wird von einer Kugel an der Brust angegriffen, aber wie erwartet kommt er wieder zu sich und öffnet seine Jacke, um eine unversehrte Schutzweste mit einer perfekt durch den Aufprall verformten, glänzenden Kugel zu enthüllen. Existieren solche Schutzwesten wirklich im realen Leben oder nur im Kino?

Kugelsichere Westen und Hartpanzerplatten sind zu Standardausrüstungen für Gesetzeshandler und Militär geworden. Allerdings hat weiche Körperpanzerung ein niedriges Schutzlevel und kann nur Angriffe von Langsamfeuergeschossen abwehren; Hochgeschwindigkeitsgeschosse können nur mit Hilfe von Hartpanzerplatten abgewehrt werden, die normalerweise in weiche Westen eingefügt werden, um zusätzlichen Schutz zu bieten. Im Vergleich zu weicher Körperpanzerung sind harte Schutzplatten viel schwerer, aber herkömmliche keramische Verbundplatten erfüllen alle Anforderungen an Gewicht, Leistung und Preis. Derzeit gibt es viele Arten von Kugelfestkeramiken, wobei Siliciumcarbid als ideales Material zur Herstellung von kugelsicherem Equipment gilt, da es aufgrund seiner hohen Stärke und geringeren Gewichts bevorzugt wird. Siliciumcarbid (SiC) hat zwei Hauptkristallstrukturen: kubisches β-SiC und hexagonales α-SiC. Siliciumcarbid ist ein Verbindungsmittel mit starken Kohlenstoffbindungen, wobei der ionische Anteil von Si-C nur etwa 12 % beträgt, was dem SiC viele Vorteile verleiht, wie bessere mechanische Eigenschaften, große Oxidationsresistenz, gute Verschleißfestigkeit und einen niedrigen Reibwert. Außerdem hat es eine gute thermische Stabilität, hohe Heißfestigkeit, geringe thermische Ausdehnung, hohe Wärmeleitfähigkeit, große Wärmechocksicherheit und chemische Korrosionsbeständigkeit usw. All dies macht SiC zu einer bevorzugten Wahl für militärische Experten verschiedener Länder und führt zu einer großen Anwendung in vielen Bereichen. Doch das SiC hat auch einen fatalen Mangel – die molekulare Struktur bestimmt seine geringe Zähigkeit. Wenn ein Einschlag erfolgt, kann das SiC mit seiner überaus hohen Stärke absolut die enorme kinetische Energie der Kugel abfangen und diese augenblicklich in Stücke zerschmettern. Dabei bricht das SiC aufgrund seiner geringen Zähigkeit oder sogar in Fragmente. Daher können SiC-Platten keine wiederholten Schüsse aushalten und können nur als Einwegplatten verwendet werden. Laut vielen Forschern im Bereich der Materialmoleküle kann die geringe Zähigkeit des SiC theoretisch durch Kontrolle des Sinterprozesses und die Herstellung von Keramikfasern kompensiert und überwunden werden. Sobald dies realisiert ist, wird dies die Anwendung von SiC im kugelsicheren Bereich erheblich verbessern und es zum idealen Material für die Herstellung von kugelsicherem Equipment machen.