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Quais são as características das placas à prova de balas de cerâmica?

Oct 17, 2024

Os materiais usados em armaduras evoluíram muito desde os metais iniciais até os recentes materiais balísticos de alta performance. As tentativas de uso e melhoria de diversos materiais nunca pararam.

Por muitos anos, armaduras foram produzidas usando vários metais e ligas. Até os últimos anos, o surgimento de materiais de alta performance e cerâmicas sintéticas super-resistentes trouxe grandes mudanças na indústria de produtos à prova de balas. Eles estão gradualmente substituindo os metais tradicionais como materiais principais para a fabricação de equipamentos à prova de balas no campo de produtos balísticos. A armadura cerâmica pode ser usada para proteger veículos assim como pessoal individual. As cerâmicas são conhecidas por serem algumas das materiais mais duros, cuja aplicação remonta a 1918, e, ao contrário de materiais como Kevlar (que usa suas fibras para "pegar" a bala), as cerâmicas quebram a bala no momento do impacto. As placas cerâmicas geralmente são usadas como inserções em coletes balísticos leves.

As cerâmicas fabricadas comercialmente para uso em armaduras incluem materiais como carbeto de boro, óxido de alumínio, carbeto de silício, borídeo de titânio, nitreto de alumínio e Syndite (composto de diamante sintético). Alumina, carbeto de silício e carbeto de boro são os materiais cerâmicos mais comuns usados para fabricar inserções cerâmicas no mercado, sendo o carbeto de boro o mais forte e leve, e consequentemente, o mais caro. Compostos de carbeto de boro são utilizados principalmente em placas cerâmicas para proteção contra projéteis menores, e são empregados em armaduras corporais e helicópteros blindados. O carbeto de silício é um material compósito cerâmico mais amplamente utilizado como inserção à prova de balas devido ao seu preço mais moderado, densidade e dureza semelhantes ao carbeto de boro, e é usado principalmente para proteção contra projéteis maiores.

Além disso, na indústria atual de materiais à prova de balas, algumas tecnologias de processamento cerâmico, como sinterização, ligação por reação e prensagem a quente, foram desenvolvidas.

 

As propriedades mecânicas de alguns tipos de armaduras cerâmicas são exibidas na tabela abaixo:

Armadura Cerâmica Tamanho do Grão (µm) Densidade (g/cc) Dureza Knoop (carga de 100g) - Kg/mm2 Resistência à Compressão à T (MPa x 106 lb/in2) Módulo de Elasticidade à T (GPa x 106 b/in2) Coeficiente de Poisson Tenacidade à Fratura à T MPa xm1/2 x103 lb/in2 /in 1/2
Hexoloy® Sinterizado 4 a 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

As propriedades mecânicas de alguns tipos de armaduras cerâmicas são exibidas na tabela abaixo:

Em resumo, podemos observar que as placas balísticas de compósito cerâmico, como a principal tendência das placas no mercado atual, têm as seguintes vantagens em relação às placas metálicas tradicionais:

1. Alta proteção contra armaduras

2. Maior dureza e menor peso

3. Excelente resistência ao fluente e estrutura estável

Claro, o material cerâmico possui algumas deficiências. Por exemplo, a estrutura e a propriedade da placa cerâmica determinam que ela irá rachar após ser atingida por um projétil, significando que o mesmo ponto não pode resistir a um segundo disparo. Portanto, você deve ter em mente que nunca deve usar uma placa cerâmica que já tenha sido atingida por balas, pois ela provavelmente falhará em garantir nossa segurança. Além disso, a maioria das placas cerâmicas é feita de mosaicos de pedaços cerâmicos, então as junções sempre têm uma capacidade de proteção mais fraca, incapaz de fornecer uma proteção abrangente como as placas metálicas ou placas puramente à base de fibra balística.