Het gebruik van keramische platen gaat terug tot 1918, na het einde van de Eerste Wereldoorlog, toen kolonel Newell Monroe Hopkins ontdekte dat het bekleden van stalen pantsers met een keramisch glazuur de bescherming ervan aanzienlijk zou verbeteren.
Hoewel de eigenschappen van keramische materialen al vroeg werden ontdekt, duurde het niet lang voordat ze voor militaire doeleinden werden gebruikt.
De eerste landen die keramisch pantser op grote schaal gebruikten, waren de voormalige Sovjet-Unie, en het Amerikaanse leger gebruikte het op grote schaal tijdens de oorlog in Vietnam, maar keramisch pantser kwam de laatste jaren pas naar voren als persoonlijke beschermingsmiddelen vanwege vroege kosten en technische problemen.
In het Verenigd Koninkrijk werd aluminiumoxide-keramiek in 1980 zelfs gebruikt in kogelvrije vesten, en het Amerikaanse leger produceerde in de jaren negentig de eerste echte "plug-in board" SAPI in massa, wat in die tijd een revolutionaire beschermingsuitrusting was.De NIJIII-beschermingsstandaard kon de meeste kogels onderscheppen die de infanterie zouden kunnen bedreigen, maar het Amerikaanse leger was hier nog steeds niet tevreden mee.ESAPI was geboren.
ESAPI
Destijds was de bescherming van ESAPI niet echt een hack, en door het NIJIV-beschermingsniveau viel het op en redde het de levens van talloze soldaten.Hoe het dat doet, is waarschijnlijk niet veel aandacht.
Om te begrijpen hoe ESAPI werkt, moeten we eerst de structuur ervan begrijpen.De meeste composiet keramische bepantsering is een structureel keramisch doelwit + metaal/niet-metalen achterdoel, en het Amerikaanse leger ESAPI gebruikt deze structuur ook.
In plaats van siliciumcarbide-keramiek te gebruiken dat werkt en "zuinig is", gebruikte het Amerikaanse leger het duurdere boorcarbide-keramiek voor ESAPI.Op de backplane gebruikte het Amerikaanse leger UHMW-PE, dat destijds ook extreem duur was.De prijs van het vroege UHMW-PE overtrof zelfs die van het BORONcarbide.
Let op: vanwege de verschillende batch en proces kan kevlar ook worden gebruikt als backing plate door het Amerikaanse leger.
Soorten kogelvrij keramiek:
Kogelvrij keramiek, ook bekend als structureel keramiek, heeft een hoge hardheid, hoge modulus-eigenschappen, meestal gebruikt voor het schuren van metaal, zoals het slijpen van keramische kogels, keramische freeskop .......In composietpantser speelt keramiek vaak de rol van "kernkopvernietiging".Er zijn veel soorten keramiek in kogelvrije vesten, de meest gebruikte zijn aluminiumoxide keramiek (AI²O³), siliciumcarbide keramiek (SiC), boorcarbide keramiek (B4C).
Hun respectievelijke kenmerken zijn:
Alumina-keramiek heeft de hoogste dichtheid, maar de hardheid is relatief laag, de verwerkingsdrempel is lager, de prijs is goedkoper.De industrie heeft een andere zuiverheid, is verdeeld in -85/90/95/99 aluminiumoxide keramiek, het label is van hogere zuiverheid, hardheid en prijs zijn hoger
De dichtheid van siliciumcarbide is matig, dezelfde hardheid is relatief matig, behoort tot de structuur van kosteneffectieve keramiek, dus de meeste binnenlandse kogelvrije vesten zullen siliciumcarbide-keramiek gebruiken.
Boriumcarbide keramiek in dit soort keramiek in de laagste dichtheid, de hoogste sterkte, en de verwerkingstechnologie is ook zeer hoge eisen, hoge temperatuur en hoge druk sinteren, dus de prijs is ook de duurste keramiek.
Nemen NIJ klasse ⅲ plaat als voorbeeld, hoewel het gewicht van aluminiumoxide keramische inlegplaat 200g ~ 300g meer is dan siliciumcarbide keramische inlegplaat, en 400g ~ 500g meer dan boorcarbide keramische inlegplaat.Maar de prijs is 1/2 van siliciumcarbide keramische inlegplaat en 1/6 van boorcarbide keramische inlegplaat, dus de aluminiumoxide keramische inlegplaat heeft de hoogste kostenprestaties en behoort tot de marktleidende producten
Vergeleken met metalen kogelvrije plaat heeft composiet/keramische kogelvrije plaat een onoverkomelijk voordeel!
Allereerst raakt het metalen pantser het homogene metalen pantser door het projectiel.In de buurt van de limietpenetratiesnelheid, is de faalmodus van de doelplaat voornamelijk compressiekraters en afschuifslakken, en het kinetische energieverbruik hangt voornamelijk af van het afschuifwerk veroorzaakt door plastische vervorming en naaktslakken.
Het energieverbruik van keramisch composietpantser is duidelijk hoger dan dat van homogeen metalen pantser.
De reactie van keramisch doelwit is verdeeld in vijf processen:
1: het kogeldak wordt in kleine stukjes gebroken en het verpletteren van de kernkop vergroot het doelactiegebied, om de belasting op de keramische plaat te verspreiden.
2: er verschijnen scheuren op het oppervlak van het keramiek in de impactzone en strekken zich naar buiten uit vanaf de impactzone.
3: Het krachtveld met het front van de compressiegolf van de impactzone in het interieur van het keramiek, zodat het keramiek breekt, het poeder dat wordt gegenereerd uit de impactzone rond het projectiel dat naar buiten vliegt.
4: barsten aan de achterkant van het keramiek, naast enkele radiale scheuren, barsten verdeeld in een kegel, zal er schade optreden in de kegel.
5: het keramiek in de kegel wordt in fragmenten gebroken onder complexe stressomstandigheden, wanneer het keramische oppervlak van het projectiel inslaat, wordt de meeste kinetische energie verbruikt bij de vernietiging van het ronde bodemgebied van de kegel, de diameter hangt af van de mechanische eigenschappen en geometrische afmetingen van het projectiel en keramisch materiaal.
Het bovenstaande is slechts de reactiekarakteristiek van keramische bepantsering bij projectielen met lage/middelmatige snelheid.Namelijk de responskarakteristieken van projectielsnelheid ≤V50.Wanneer de projectielsnelheid hoger is dan V50, eroderen het projectiel en het keramiek elkaar, waardoor een mescall-crush-zone ontstaat waar zowel het pantser als het projectiellichaam als vloeistof verschijnen.
De impact die wordt opgevangen door de backplane is zeer complex en het proces is driedimensionaal van aard, met interacties tussen enkele lagen en over deze aangrenzende vezellagen.
In eenvoudige bewoordingen, de spanningsgolf van de stof golf naar de harsmatrix en vervolgens naar de aangrenzende laag, de spanningsgolfreactie op de vezelkruising, resulterend in de verspreiding van slagenergie, golfvoortplanting in de harsmatrix, de scheiding van de weefsellaag en de migratie van de weefsellaag verhogen het vermogen van de composiet om kinetische energie te absorberen.De migratie veroorzaakt door scheurbeweging en -voortplanting en de scheiding van afzonderlijke weefsellagen kan een grote hoeveelheid impactenergie absorberen.
Voor het penetratieweerstandssimulatie-experiment van composiet keramisch pantser, wordt het simulatie-experiment over het algemeen toegepast in het laboratorium, dat wil zeggen dat het gaspistool wordt gebruikt om het penetratie-experiment uit te voeren.
Waarom heeft Linry Armour de afgelopen jaren een prijsvoordeel gehad als fabrikant van kogelvrije inzetstukken?Er zijn twee belangrijke factoren:
(1) Vanwege technische behoeften is er een grote vraag naar structureel keramiek, dus de prijs van structureel keramiek is erg laag [kostendeling].
(2) Als fabrikant worden grondstoffen en eindproducten in onze eigen fabrieken verwerkt, zodat we kogelvrije winkels en particulieren de beste kwaliteit producten en de meest vriendelijke prijzen kunnen bieden.
Posttijd: 18 november-2021