탄도용 실리콘 카바이드에 대해 얼마나 알고 계신가요?

우리는 보통 영화에서 이런 장면을 볼 수 있다: 총격전이 벌어지고, 총알들이 날아다니며, 주인공이 가슴에 총알을 맞지만 예상대로 잠시 후 다시 깨어나 점퍼를 열고는 완전히 무사한 방탄 조끼와 함께 충돌로 인해 완벽하게 버섯처럼 변형된 반짝이는 총알을 드러낸다. 이런 종류의 방탄 조끼는 실제 생활에서 정말 존재하는 것일까, 아니면 단지 영화에서만 있는 것일까?

방탄 조끼와 하드 아머 플레이트는 법 집행 기관과 군대에서 표준 장비가 되었습니다. 그러나 소프트 바디 아머는 보호 수준이 낮아 저속 총알의 공격만 막을 수 있으며, 고속 총알은 일반적으로 소프트 베스트에 삽입되는 하드 아머 플레이트의 도움 없이는 막을 수 없습니다. 이는 추가적인 보호를 제공합니다. 소프트 바디 아머와 비교했을 때, 하드 프로텍티브 인서트는 훨씬 무겁지만, 일반적인 세라믹 복합 판은 모두 사람들의 무게, 성능 및 가격 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다. 현재 다양한 종류의 방탄 세라믹이 존재하며, 그 중 실리콘 카바이드는 높은 강도와 경량성 때문에 방탄 장비 제작에 이상적인 재료로 여겨져 왔습니다. 실리콘 카바이드(SiC)는 두 가지 주요 결정 구조를 가지고 있는데, 입방형 β-SiC와 육각형 α-SiC입니다. 실리콘 카바이드는 강한 공유 결합을 가진 화합물이며, Si-C 이온 결합은 약 12%에 불과하여 SiC에게 많은 이점을 제공합니다. 예를 들어 더 나은 기계적 특성, 우수한 산화 저항, 좋은 내마모성 및 낮은 마찰 계수가 있습니다. 또한 열 안정성이 좋고, 높은 열 강도, 낮은 열팽창률, 높은 열전도율, 우수한 열충격 저항 및 화학적 부식 저항 등이 있습니다. 이러한 모든 요소들로 인해 여러 나라의 군사 전문가들이 SiC를 선호하게 되었으며, 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 그러나 SiC에는 치명적인 결함이 하나 있습니다. 분자 구조상 낮은 인성입니다. 충격이 발생할 경우, 초고강도를 가진 SiC는 총알의 거대한 운동 에너지를 완전히 저지하고 즉시 총알을 조각내지만, 이 과정에서 낮은 인성으로 인해 SiC는 균열이 생기거나 심지어 파편화됩니다. 따라서 SiC 판은 반복적인 발포를 견딜 수 없으며 일회용 판으로만 사용될 수 있습니다. 그러나 많은 물질 분자 연구자들은 SiC의 낮은 인성을 이론적으로 보완하고 극복할 수 있다고 주장합니다. 이를 위해 소결 과정과 세라믹 섬유 제조를 통제하면 됩니다. 이를 실현하면 SiC의 방탄 분야에서의 응용이 크게 개선되어 방탄 장비 제작에 있어 가장 이상적인 재료가 될 것입니다.