Materiały używane w pancerzach przeszły długą drogę od wczesnych metali do niedawnych materiałów kuloodpornych o wysokiej wydajności. Próby wykorzystania i ulepszania różnych materiałów nigdy się nie zatrzymały.
Przez wiele lat pancerze były produkowane z różnych metali i stopów. Do niedawna nagły wzrost zapotrzebowania na materiały o wysokiej wydajności i supermocne ceramiczne materiały syntetyczne przyniósł duże zmiany w przemyśle kuloodpornym. Stopniowo zastępują one tradycyjne metale jako główny materiał do produkcji wyposażenia kuloodpornego w dziedzinie produktów kuloodpornych. Ceramiczne pancerze mogą być używane do ochrony pojazdów, jak i poszczególnych osób. Wiadomo, że ceramika jest jednym z najtwardszych materiałów, którego zastosowanie datuje się na 1918 rok, i w przeciwieństwie do materiałów takich jak Kevlar (który wykorzystuje swoje włókna do „łapania” pocisku), ceramika rozbija pocisk w momencie uderzenia. Płytki ceramiczne są zwykle używane jako wkładki w miękkich kamizelkach balistycznych.
Komercyjnie produkowana ceramika do pancerzy obejmuje materiały takie jak węglik boru, tlenek glinu, węglik krzemu, borek tytanu, azotek glinu i syndite (syntetyczny kompozyt diamentowy). Tlenek glinu, węglik krzemu i węglik boru to najpopularniejsze materiały ceramiczne stosowane do produkcji wkładek ceramicznych na rynku, spośród których węglik boru jest najmocniejszy i najlżejszy, a co za tym idzie, najdroższy. Kompozyty węglika boru są stosowane przede wszystkim do produkcji płytek ceramicznych w celu ochrony przed mniejszymi pociskami, a także w kamizelkach kuloodpornych i śmigłowcach opancerzonych. Węglik krzemu jest szerzej stosowanym materiałem ceramicznych kompozytów na kuloodporne wkładki ze względu na jego bardziej umiarkowaną cenę, gęstość i twardość podobną do węglika boru i jest stosowany przede wszystkim do ochrony przed większymi pociskami.
Ponadto w branży materiałów kuloodpornych opracowano pewne technologie przetwarzania ceramiki, takie jak spiekanie, łączenie reakcyjne i prasowanie na gorąco.
Właściwości mechaniczne kilku rodzajów pancerzy ceramicznych przedstawiono w poniższej tabeli:
Pancerz ceramiczny | Wielkość ziarna (µm) | Gęstość (g/cm3) | Twardość Knoopa (obciążenie 100 g) - kg/mm2 | Wytrzymałość na ściskanie w temperaturze pokojowej (MPa x 106 lb/in2) | Moduł sprężystości @RT (GPa x 106 b/in2) | współczynnik Poissona | Wytrzymałość na pękanie w temperaturze pokojowej MPa xm1/2 x103 lb/in2 /in 1/2 |
Hexoloy® spiekany | 4-10 | 3.13 | 2800 | 3900560 | 41059 | 0.14 | 4.60-4.20 |
Szafir Saphikon® | N / A | 3.97 | 2200 | 2000 | 435 | 0.27-0.30 | N / A |
Norbide® prasowany na gorąco | 8 | 2.51 | 2800 | 3900560 | 440 | 0.18 | 3.1 |
Właściwości mechaniczne kilku rodzajów pancerzy ceramicznych przedstawiono w poniższej tabeli:
Podsumowując, możemy stwierdzić, że ceramiczne płyty kuloodporne kompozytowe, będące głównym rodzajem płyt dostępnych obecnie na rynku, mają następujące zalety w porównaniu z tradycyjnymi płytami metalowymi:
1. Wysokowydajna ochrona pancerna
2. Większa twardość i mniejsza waga
3. Doskonała odporność na pełzanie i stabilna konstrukcja
Oczywiście, materiał ceramiczny ma pewne wady, na przykład struktura i właściwości płytki ceramicznej sprawiają, że pęknie ona po trafieniu kulą, co oznacza, że to samo miejsce nie wytrzyma drugiego pocisku. Dlatego należy pamiętać, aby nigdy nie nosić płytki ceramicznej, która została trafiona kulą, co właściwie nie chroni naszego bezpieczeństwa. Ponadto większość płytek ceramicznych to mozaika wykonana z kawałków ceramiki, więc połączenie zawsze ma słabszą zdolność ochronną, nie może zapewnić kompleksowej ochrony, takiej jak płytka metalowa lub czyste płyty z włókna kuloodpornego.