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セラミック防弾プレートの特徴は何ですか?

Oct 17, 2024

防具に使用される材料は、初期の金属から最近の高性能防弾材料まで大きく進化してきました。さまざまな材料の使用と改良に関する試みはこれまでにも増して続いています。

長年にわたり、防具はさまざまな金属や合金を使用して製造されてきました。近年、高性能材料や超強力なセラミック合成材料の登場により、防弾産業界に大きな変化がもたらされました。これらは、徐々に伝統的な金属を置き換え、防弾製品分野における主流の防弾装備の材料となっています。セラミック装甲は車両だけでなく個人の兵士を保護するためにも使用できます。セラミックは最も硬い材料の一つであり、その応用は1918年までさかのぼります。ケブラーなどの材料(弾丸を「キャッチ」するための繊維を使用)とは異なり、セラミックは衝撃が発生した瞬間に弾丸を破壊します。セラミックプレートは通常、ソフトボールistikベストの挿入物として使用されます。

市販の装甲用セラミックスには、ホルミドカルバイト、アルミニウム酸化物、シリコンカーバイド、チタンボリド、アルミニウム窒化物、およびシンダイト(合成ダイヤモンド複合材料)などの素材が含まれます。アルミナ、シリコンカーバイド、ホルミドカルバイトは、市場で販売されているセラミック挿入材に最も一般的に使用されるセラミック素材であり、その中でもホルミドカルバイトは最も強くて軽量であり、それに応じて最も高価です。ホルミドカルバイト複合材料は、主に小さな弾丸から身を守るためのセラミックプレートに使用され、防弾チョッキや装甲ヘリコプターに使われています。シリコンカーバイドは、価格がより適正で、ホルミドカルバイトと同等の密度と硬度を持ち、主に大きな弾丸から保護するために広く使用されています。

さらに、現在の防弾業界では、焼結、反応結合、ホットプレスなどの一部のセラミック加工技術が開発されています。

 

表に示すのは、いくつかの種類のセラミック装甲の機械的特性です:

セラミック装甲 粒径 (µm) 密度 (g/cc) クーノープ硬度 (100g負荷)-Kg/mm2 室温での圧縮強度 (MPa x 106 lb/in2) 室温での弾性率 (GPa x 106 b/in2) 魚の比率 室温での破壊靭性 MPa√m x103 lb/in2 /in √
Hexoloy® 焼結 4-10 3.13 2800 3900560 41059 0.14 4.60-4.20
Saphikon® Sapphire N/A 3.97 2200 2000 435 0.27-0.30 N/A
Norbide® Hot Pressed 8 2.51 2800 3900560 440 0.18 3.1

表に示すのは、いくつかの種類のセラミック装甲の機械的特性です:

要するに、現在の市場における主流であるセラミック複合防弾プレートは、伝統的な金属製プレートに対して以下の利点があります:

1. 高性能な装甲保護

2. より高い硬度と軽量性

3. 優れたクリープ抵抗と安定した構造

もちろん、セラミック素材にはいくつかの欠点もあります。例えば、セラミックプレートの構造と特性により、弾丸に撃たれた後は亀裂が入るため、同じ場所が二度目の弾丸を防ぐことはできません。つまり、弾丸を受けたセラミックプレートを着用するのはやめるべきであり、それは私たちの安全を適切に保護しなくなる可能性があります。さらに、ほとんどのセラミックプレートはセラミックの小片で作られたモザイクであり、接合部は常に防御能力が弱く、金属製プレートや純粋な防弾繊維製プレートのような包括的な保護を提供できません。