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セラミック防弾板の特徴は何ですか?

2024 年 10 月 17 日

鎧に使われる素材は、初期の金属から最近の高性能防弾素材まで長い道のりを歩んできました。様々な素材の利用と改良の試みは止まるところを知りません。

長年にわたり、防弾チョッキ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。近年まで、高性能材料や超強力なセラミック合成材料の出現により、防弾産業に大きな変化がもたらされました。防弾製品分野では、従来の金属に代わって、防弾装備の主流材料としてセラミックが徐々に採用されています。セラミック防弾チョッキは、車両だけでなく個人の保護にも使用できます。セラミックは最も硬い材料の 1918 つとして知られており、その応用は XNUMX 年にまで遡ります。ケブラー (繊維を使用して弾丸を「キャッチ」する) などの材料とは異なり、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、ソフト防弾チョッキのインサートとして使用されます。

市販されている装甲用セラミックには、炭化ホウ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、ホウ化チタン、窒化アルミニウム、シンダイト(合成ダイヤモンド複合材)などの材料があります。アルミナ、炭化ケイ素、炭化ホウ素は、市場でセラミックインサートを作るのに使われる最も一般的なセラミック材料で、その中でも炭化ホウ素は最も強くて軽いため、最も高価です。炭化ホウ素複合材は主に、小さな発射物から身を守るためのセラミックプレートに使われており、防弾チョッキや装甲ヘリコプターに使われています。炭化ケイ素は、価格が手頃で、炭化ホウ素と密度と硬度が似ており、主に大型の発射物から身を守るために使われるため、より広く使われているセラミック複合防弾インサート材料です。

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

 

いくつかの種類のセラミックアーマーの機械的特性を以下の表に示します。

セラミックアーマー 粒径(µm) 密度(g / cc) ヌープ硬度(100g荷重)-Kg/mm2 圧縮強度 @ RT (MPa x 106 lb/in2) 弾性係数@RT (GPa x 106 b/in2) ポアソン比 破壊靭性 @ RT MPa xm1/2 x103 lb/in2 /in 1/2
ヘキソロイ®焼結 4-10 3.13 2800 3900560 41059 0.14 4.60-4.20
サフィコン®サファイア 無し 3.97 2200 2000 435 0.27-0.30 無し
ノルバイド®ホットプレス 8 2.51 2800 3900560 440 0.18 3.1

いくつかの種類のセラミックアーマーの機械的特性を以下の表に示します。

まとめると、現在の市場で主流となっているセラミック複合防弾板には、従来の金属板に比べて次のような利点があることがわかります。

1. 高性能装甲保護

2. 硬度が高く、重量が軽い

3. 優れた耐クリープ性と安定した構造

もちろん、セラミック素材にはいくつかの欠陥があります。たとえば、セラミックプレートの構造と特性により、弾丸が当たると割れてしまいます。つまり、同じ箇所が2発目の弾丸に耐えられないということです。したがって、弾丸が当たったセラミックプレートは絶対に着用しないでください。そうしないと、安全を守ることができません。さらに、セラミックプレートのほとんどはセラミック片のモザイクであるため、接合部の保護能力は常に弱くなり、金属プレートや純粋な防弾繊維プレートのような包括的な保護を提供できません。