Материалы, используемые в броне, проделали долгий путь от ранних металлов до современных высокопроизводительных пуленепробиваемых материалов. Попытки использования и улучшения различных материалов никогда не прекращались.
В течение многих лет доспехи производились с использованием различных металлов и сплавов. В последние годы появление высокопроизводительных материалов и сверхпрочных керамических синтетических материалов привнесло значительные изменения в индустрию бронезащиты. Они постепенно заменяют традиционные металлы как основные материалы для изготовления бронированного оборудования в области защитной продукции. Керамическая броня может использоваться для защиты как транспортных средств, так и личного состава. Керамика известна как один из самых твердых материалов, чье применение восходит к 1918 году, и в отличие от материалов, таких как Кевлар (который использует свои волокна для "захвата" пули), керамика разрушает пулю в момент удара. Керамические пластины обычно используются как вставки в мягкие баллистические жилеты.
Коммерчески производимая керамика для брони включает материалы, такие как боронитрид, оксид алюминия, карбид кремния, титанборид, нитрид алюминия и Синдит (синтетический алмазный композит). Алюминий, карбид кремния и карбид бора являются наиболее распространенными керамическими материалами, используемыми для изготовления керамических вставок на рынке, причем карбид бора является самым прочным и легким, а следовательно, и самым дорогим. Композиты на основе карбида бора主要用于 в керамических пластинах для защиты от меньших снарядов и используются в бронежилетах и бронированных вертолетах. Карбид кремния является более широко используемым керамическим композитным материалом для баллистических вставок из-за его более умеренной цены, схожей плотности и твердости с карбидом бора, и主要用于 для защиты от больших снарядов.
Кроме того, в современной баллистической промышленности были разработаны некоторые технологии обработки керамики, такие как спекание, реакционная сварка и горячее прессование.
Механические свойства нескольких типов керамических броней показаны в таблице ниже:
Керамическая броня | Размер зерна (мкм) | Плотность (г/куб.см) | Твердость Кнупа (нагрузка 100г)-Кг/мм2 | Прочность на сжатие при КИ (МПа x 106 фунт/дюйм2) | Модуль упругости при КИ (ГПа x 106 фунт/дюйм2) | Коэффициент Пуассона | Вязкость разрушения при КИ МПа xм1/2 x103 фунт/дюйм2 /дюйм 1/2 |
Hexoloy® Синтерованный | 4-10 | 3.13 | 2800 | 3900560 | 41059 | 0.14 | 4.60-4.20 |
Saphikon® Sapphire | Н/Д | 3.97 | 2200 | 2000 | 435 | 0.27-0.30 | Н/Д |
Norbide® Hot Pressed | 8 | 2.51 | 2800 | 3900560 | 440 | 0.18 | 3.1 |
Механические свойства нескольких типов керамических броней показаны в таблице ниже:
Подводя итог, можно сказать, что керамические композитные баллистические пластины, являясь основным трендом на современном рынке, имеют следующие преимущества перед традиционными металлическими пластинами:
1. Высокая защитная способность брони
2. Большая твердость и меньший вес
3. Отличное сопротивление ползучести и стабильная структура
Конечно, у керамического материала есть некоторые недостатки. Например, структура и свойства керамической пластины определяют, что она треснет после попадания пули, что означает, что то же место не сможет выдержать вторую пулю. Следовательно, следует помнить, что нельзя использовать керамическую пластину, в которую уже попала пуля, так как она может ненадежно защищать нашу безопасность. Кроме того, большинство керамических пластин состоят из мозаики керамических фрагментов, поэтому соединения всегда имеют более слабую защитную способность и не могут обеспечить всестороннюю защиту, как металлическая пластина или чистые баллистические волокна.