כמה אתה יודע על סיליקון קרביד בליסטי?

בדרך כלל נוכל לראות סצנה כזו בסרטים: קרב יריות מתפרץ, כדורים עפים, והגיבור מותקף על ידי כדור על החזה, אבל כצפוי, הוא חוזר להכרה ופותח את הז'קט שלו כדי לחשוף אפוד חסין כדורים שלם עם כדור נוצץ בצורה מושלמת פטריות מפגיעה. האם אפודים חסיני כדורים כאלה באמת קיימים במציאות, או רק בסרטים?

אפודים חסיני כדורים ולוחות שריון קשיחים הפכו לציוד סטנדרטי לאכיפת החוק והצבא. עם זאת, לשריון הגוף הרך יש רמת הגנה נמוכה והוא יכול להתנגד רק לתקיפת כדורים במהירות נמוכה, כדורים במהירות גבוהה ניתן להתנגד רק בעזרת לוחות שריון קשיחים שבדרך כלל מוחדרים לאפודים רכים כדי לספק הגנה נוספת. בהשוואה לשריון גוף רך, תוספות מגן קשיחות הרבה יותר כבדות, אבל לוחות מרוכבים קרמיים רגילים יכולים לענות על הדרישות של אנשים למשקל, ביצועים ומחיר. כיום, ישנם סוגים רבים של קרמיקה חסינת כדורים, ביניהם סיליקון קרביד נחשב מאז ומתמיד לחומר האידיאלי לייצור ציוד חסין כדורים בהתבסס על חוזק גבוה ומשקל קל יותר. לסיליקון קרביד (SIC) שני מבני גביש עיקריים, β-SIC מעוקב ו- α-SIC משושה. סיליקון קרביד הוא תרכובת בעלת קשר קוולנטי חזק, והקשר היוני של Si-C הוא רק כ-12%, מה שמביא ל-SIC יתרונות רבים, כגון תכונות מכניות טובות יותר, עמידות חמצון גדולה, עמידות בפני שחיקה טובה ומקדם חיכוך נמוך. בנוסף, יש לו גם יציבות תרמית טובה, חוזק חם גבוה, התרחבות תרמית נמוכה, מוליכות תרמית גבוהה, עמידות בפני זעזועים תרמיים ועמידות בפני קורוזיה כימית וכו'. כל אלה הופכים את SIC למועדף על ידי מומחים צבאיים ממדינות שונות וזכו ליישום נהדר בתחומים רבים. עם זאת, ל-SIC יש גם פגם קטלני --- המבנה המולקולרי קובע את הקשיחות הנמוכה שלו. כאשר הפגיעה מתרחשת, עם החוזק הסופר-גבוה SIC יכול להתנגד באופן מוחלט לאנרגיה הקינטית העצומה של הקליע ולרסק מיד את הקליע לחתיכות, שבמהלכן בגלל הקשיחות הנמוכה, SIC נסדק או אפילו שברים. לכן, צלחות SIC לא יכולות לעמוד בירי חוזר, וניתן להשתמש בהן רק כצלחות חד פעמיות. עם זאת, על פי חוקרים רבים בתחום מולקולות החומר, ניתן לפצות תיאורטית ולהתגבר על הקשיחות הנמוכה של SIC על ידי שליטה בתהליך הסינטר והכנת סיבים קרמיים. לאחר מימוש, זה ישפר מאוד את היישום של SIC בתחום חסין כדורים, מה שהופך אותו לחומר האידיאלי ביותר לייצור ציוד חסין כדורים.