Сколько вы знаете о баллистическом карбиде кремния?

Обычно в фильмах можно увидеть такую сцену: происходит перестрелка, летят пули, и главный герой подвергается атаке пули в грудь, но предсказуемо приходит в себя и раскрывает куртку, демонстрируя целый бронежилет с блестящей пулей, идеально деформированной в виде гриба после удара. Существуют ли такие бронежилеты в реальной жизни, или они только в кино?

Бронежилеты и твердые баллистические пластины стали стандартным оборудованием для правоохранительных органов и военных. Однако мягкая броня имеет низкий уровень защиты и может противостоять только атакам медленных пуль, высокоскоростные пули можно остановить только с помощью твердых баллистических пластин, которые обычно вставляются в мягкие жилеты для дополнительной защиты. В сравнении с мягкой броней, твердые защитные вставки значительно тяжелее, но обычные керамические композитные пластины могут удовлетворить требования людей по весу, характеристикам и цене. На данный момент существует множество видов баллистической керамики, среди которых карбид кремния всегда считался идеальным материалом для изготовления бронированного оборудования благодаря своей высокой прочности и меньшему весу. У карбида кремния (SiC) есть две основные кристаллические структуры: кубическая β-SiC и гексагональная α-SiC. Карбид кремния является соединением с сильной ковалентной связью, а ионная связь Si-C составляет всего около 12%, что дает SiC множество преимуществ, таких как лучшие механические свойства, отличная устойчивость к окислению, хорошая износостойкость и низкий коэффициент трения. Кроме того, он также обладает хорошей термической стабильностью, высокой тепловой прочностью, низким коэффициентом теплового расширения, высокой теплопроводностью, отличной устойчивостью к тепловым ударам и химической коррозии и т.д. Все эти качества делают SiC предпочтительным выбором для военных экспертов разных стран и обеспечивают широкое применение в различных областях. Однако у SiC есть серьезный недостаток — молекулярная структура определяет его низкую вязкость. При ударе, несмотря на сверхвысокую прочность, SiC может полностью поглощать огромную кинетическую энергию пули и мгновенно разрушать ее на части, при этом из-за низкой вязкости сам SiC трескается или даже распадается на фрагменты. Следовательно, пластины из SiC не могут выдерживать повторные выстрелы и могут использоваться только как одноразовые. Однако, согласно многим исследователям в области молекулярных материалов, низкая вязкость SiC теоретически может быть компенсирована и преодолена путем контроля процесса спекания и производства керамических волокон. Если это будет реализовано, это значительно улучшит применение SiC в баллистической области, сделав его самым идеальным материалом для производства бронированного оборудования.