Gaano kaalam sa ballistic silicon carbide?

Madalas nating makikita ang ganitong sipi sa mga pelikula: bumubuo ng sundalan ang pagbaril, umuusad ang mga bala, at hinahatak ang prinsipal na karakter ng isang bala sa dibdib, ngunit kasingkanyang, bumangon siya muli at buksan ang kanyang jaket para ipakita ang isang walang sugat na armadura ng bala na may isang maliwanag na napaputol na balang anyo ng bulaklak dahil sa pagsisiklab. Mayroon ba talagang ganitong armadura ng bala sa totoong buhay, o lamang sa mga pelikula?

Ang mga bulletproof vest at hard armor plates ay naging karaniwang kagamitan para sa polisya at militar. Gayunpaman, ang malambot na body armor ay may mababang antas ng proteksyon at maaaring tumakbo sa pagsusugod ng mababawas na bala lamang, habang ang mataas na bilis na balang maaaring itigil lamang sa pamamagitan ng hard armor plates na madalas na ipinapasok sa loob ng malambot na vest upang magbigay ng dagdag na proteksyon. Kumpara sa malambot na body armor, ang mga hard protective inserts ay mas maraming timbang, ngunit ang pangkaraniwang ceramic composite plates ay maaaring makamtan ang mga kinakailangan ng mga tao sa timbang, pagganap at presyo. Sa kasalukuyan, maraming uri ng bulletproof ceramics, kung saan ang silicon carbide ang palaging tinuturing na ideal na materyales para sa paggawa ng bulletproof equipment dahil sa kanyang mataas na lakas at mas ligero ang timbang. Ang silicon carbide (SIC) ay may dalawang pangunahing crystal structures, cubic β-SIC at hexagonal α-SIC. Ang silicon carbide ay isang compound na may malakas na covalent bond, at ang ionic bond ng Si-C ay lamang halos 12%, na nagdadala ng maraming benepisyo sa SIC, tulad ng mas mahusay na mechanical properties, dakilang resistance sa oksidasyon, mabuting resistance sa pagwawala at mababang coefficient ng siklo. Sa dagdag pa rito, ito ay may mabuting thermal stability, mataas na hot strength, mababang thermal expansivity, mataas na thermal conductivity, dakilang resistance sa thermal shock at chemical corrosion resistance, etc. Lahat ng ito ay nagiging sanhi kung bakit pinili ang SIC ng mga eksperto sa militar mula sa iba't ibang bansa at nakakuha ng malawak na aplikasyon sa maraming larangan. Gayunpaman, mayroon ding fatal na defektong siyentipiko sa SIC---ang molecular structure ay nagdetermina ng kanyang mababang toughness. Kapag nagaganap ang impact, sa pamamagitan ng super-high strength SIC ay maaaring tiyak na tiisin ang hugis na kinetic energy ng bala at agad ito sunduin sa mga piraso, sa gitna nito dahil sa mababang toughness, nagkakaroon ng crack ang SIC o kaya'y nagiging fragment. Kaya, hindi maaaring tiisin ng mga plaka ng SIC ang muling pagbaril, at maaaring gamitin lamang bilang disposable plates. Gayunpaman, ayon sa maraming mga mananaliksik sa larangan ng molekular na materyales, ang mababang toughness ng SIC ay maaaring teoretikal na kompenzado at lipatan sa pamamagitan ng kontrol sa proseso ng sintering at paghahanda ng ceramic fibers. Kapag natatanto, ito ay malaking pag-unlad sa aplikasyon ng SIC sa larangan ng bulletproof, gumagawa nitong pinakamahusay na materyales para sa paggawa ng bulletproof equipment.