Πόσα γνωρίζετε για το βαλλιστικό καρβίδιο του πυριτίου;

Μπορούμε συνήθως να δούμε μια τέτοια σκηνή σε ταινίες: ένας πυροβολισμός ξεσπά, οι σφαίρες πετούν και ο πρωταγωνιστής δέχεται επίθεση από μια σφαίρα στο στήθος, αλλά όπως ήταν αναμενόμενο, ανακτά τις αισθήσεις του και ανοίγει το σακάκι του για να αποκαλύψει ένα άθικτο αλεξίσφαιρο γιλέκο με μια γυαλιστερή σφαίρα τέλεια ξεπήδησε από κρούση. Υπάρχουν πραγματικά τέτοια αλεξίσφαιρα γιλέκα στην πραγματική ζωή ή μόνο στις ταινίες;

Τα αλεξίσφαιρα γιλέκα και οι σκληρές πλάκες πανοπλίας έχουν γίνει βασικός εξοπλισμός για την επιβολή του νόμου και τον στρατό. Ωστόσο, η μαλακή θωράκιση σώματος έχει χαμηλό επίπεδο προστασίας και μπορεί να αντισταθεί μόνο στην επίθεση σφαιρών χαμηλής ταχύτητας, ενώ οι σφαίρες υψηλής ταχύτητας μπορούν να αντισταθούν μόνο με τη βοήθεια σκληρών πλακών θωράκισης που συνήθως εισάγονται σε μαλακά γιλέκα για να παρέχουν πρόσθετη προστασία. Σε σύγκριση με τη μαλακή θωράκιση σώματος, τα σκληρά προστατευτικά ένθετα είναι πολύ πιο βαριά, αλλά οι συνηθισμένες κεραμικές σύνθετες πλάκες μπορούν όλες να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις των ανθρώπων για βάρος, απόδοση και τιμή. Επί του παρόντος, υπάρχουν πολλά είδη αλεξίσφαιρων κεραμικών, μεταξύ των οποίων το καρβίδιο του πυριτίου θεωρούνταν πάντα ως το ιδανικό υλικό για την κατασκευή αλεξίσφαιρου εξοπλισμού με βάση την υψηλή αντοχή και το μικρότερο βάρος του. Το καρβίδιο του πυριτίου (SIC) έχει δύο κύριες κρυσταλλικές δομές, το κυβικό β-SIC και το εξαγωνικό α-SIC. Το καρβίδιο του πυριτίου είναι μια ένωση με ισχυρό ομοιοπολικό δεσμό και ο ιοντικός δεσμός του Si-C είναι μόνο περίπου 12%, που φέρνουν στο SIC πολλά οφέλη, όπως καλύτερες μηχανικές ιδιότητες, μεγάλη αντοχή στην οξείδωση, καλή αντοχή στη φθορά και χαμηλό συντελεστή τριβής. Επιπλέον, έχει επίσης καλή θερμική σταθερότητα, υψηλή θερμική αντοχή, χαμηλή θερμική διαστολή, υψηλή θερμική αγωγιμότητα, μεγάλη αντοχή στο θερμικό σοκ και αντοχή στη χημική διάβρωση, κ.λπ. Όλα αυτά κάνουν το SIC να προτιμάται από στρατιωτικούς εμπειρογνώμονες διαφορετικών χωρών και έχει κερδίσει μεγάλη εφαρμογή σε πολλούς τομείς. Ωστόσο, το SIC έχει επίσης ένα θανατηφόρο ελάττωμα --- η μοριακή δομή καθορίζει τη χαμηλή σκληρότητά του. Όταν συμβεί η πρόσκρουση, με την υπερυψηλής αντοχής το SIC μπορεί να αντισταθεί απόλυτα στην τεράστια κινητική ενέργεια της σφαίρας και να σπάσει αμέσως τη σφαίρα σε κομμάτια, κατά τη διάρκεια των οποίων λόγω της χαμηλής σκληρότητας, το SIC ραγίζει ή ακόμα και θραύσματα. Επομένως, οι πλάκες SIC δεν μπορούν να αντέξουν επαναλαμβανόμενες βολές και μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο ως πλάκες μιας χρήσης. Ωστόσο, σύμφωνα με πολλούς ερευνητές στον τομέα του μορίου υλικού, η χαμηλή σκληρότητα του SIC μπορεί θεωρητικά να αντισταθμιστεί και να ξεπεραστεί ελέγχοντας τη διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης και την παρασκευή κεραμικών ινών. Μόλις υλοποιηθεί, θα βελτιώσει σημαντικά την εφαρμογή του SIC στον αλεξίσφαιρο τομέα, καθιστώντας το το ιδανικότερο υλικό για την κατασκευή αλεξίσφαιρου εξοπλισμού.