Ile wiesz o balistycznym węgliku krzemu?

Taką scenę zwykle widzimy w filmach: wybucha strzelanina, lecą kule, a bohater zostaje zaatakowany kulą w pierś, ale jak można było przewidzieć, odzyskuje przytomność i rozpina kurtkę, odsłaniając nienaruszoną kamizelkę kuloodporną z błyszczącym pociskiem idealnie zgniły od uderzenia. Czy takie kamizelki kuloodporne naprawdę istnieją w prawdziwym życiu, czy tylko w filmach?

Kamizelki kuloodporne i twarde płyty pancerne stały się standardowym wyposażeniem organów ścigania i wojska. Jednak miękka kamizelka kuloodporna ma niski poziom ochrony i może wytrzymać tylko atak pocisków o małej prędkości, a pociskom o dużej prędkości można oprzeć się tylko za pomocą twardych płyt pancerza, które zwykle są wkładane do miękkich kamizelek, aby zapewnić dodatkową ochronę. W porównaniu z miękkimi kamizelkami kuloodpornymi twarde wkładki ochronne są znacznie cięższe, ale zwykłe ceramiczne płyty kompozytowe mogą spełnić wymagania ludzi dotyczące wagi, wydajności i ceny. Obecnie istnieje wiele rodzajów ceramiki kuloodpornej, wśród których węglik krzemu zawsze był uważany za idealny materiał do produkcji sprzętu kuloodpornego ze względu na jego wysoką wytrzymałość i niewielką wagę. Węglik krzemu (SIC) ma dwie główne struktury krystaliczne, sześcienny β-SIC i heksagonalny α-SIC. Węglik krzemu jest związkiem o silnym wiązaniu kowalencyjnym, a wiązanie jonowe Si-C wynosi tylko około 12%, co przynosi SIC wiele korzyści, takich jak lepsze właściwości mechaniczne, duża odporność na utlenianie, dobra odporność na zużycie i niski współczynnik tarcia. Ponadto ma również dobrą stabilność termiczną, wysoką wytrzymałość na gorąco, niską rozszerzalność cieplną, wysoką przewodność cieplną, doskonałą odporność na szok termiczny i odporność na korozję chemiczną itp. Wszystko to sprawia, że ​​SIC jest preferowany przez ekspertów wojskowych z różnych krajów i zyskał doskonałe zastosowanie w wielu dziedzinach. Jednak SIC ma również fatalną wadę --- struktura molekularna określa jego niską wytrzymałość. Gdy dojdzie do uderzenia, dzięki superwysokiej wytrzymałości SIC może całkowicie oprzeć się ogromnej energii kinetycznej pocisku i natychmiast rozbić pocisk na kawałki, podczas których ze względu na niską wytrzymałość SIC pęka, a nawet odłamuje się. Dlatego płytki SIC nie wytrzymują wielokrotnego strzelania i mogą być używane wyłącznie jako płytki jednorazowe. Jednak według wielu badaczy zajmujących się cząsteczkami materiałów, niską ciągliwość SIC można teoretycznie skompensować i przezwyciężyć, kontrolując proces spiekania i przygotowanie włókien ceramicznych. Po zrealizowaniu znacznie poprawi zastosowanie SIC w polu kuloodpornym, czyniąc go najbardziej idealnym materiałem do produkcji sprzętu kuloodpornego.