El uso de placas de cerámica se remonta a 1918, después del final de la Primera Guerra Mundial, cuando el coronel Newell Monroe Hopkins descubrió que recubrir una armadura de acero con un esmalte de cerámica mejoraría enormemente su protección.
Aunque las propiedades de los materiales cerámicos se descubrieron pronto, no pasó mucho tiempo antes de que se utilizaran con fines militares.
Los primeros países en usar ampliamente armaduras de cerámica fueron la antigua Unión Soviética, y el ejército de los EE. UU. las usó ampliamente durante la Guerra de Vietnam, pero las armaduras de cerámica solo surgieron como equipo de protección personal en los últimos años debido al costo inicial y a problemas técnicos.
De hecho, la cerámica de alúmina se usó en chalecos antibalas en el Reino Unido en 1980, y el ejército de los EE. UU. produjo en masa el primer SAPI verdaderamente "panel enchufable" en la década de 1990, que fue un equipo de protección revolucionario en ese momento.Su estándar de protección NIJIII podría interceptar la mayoría de las balas que podrían amenazar a la infantería, pero el ejército de los EE. UU. aún no estaba satisfecho con esto.Nació ESAPI.
ESAPI
En ese momento, la protección de ESAPI no era demasiado complicada, y el nivel de protección NIJIV lo hizo destacar y salvó la vida de innumerables soldados.Cómo lo hace probablemente no llame mucho la atención.
Para entender cómo funciona ESAPI, primero debemos entender su estructura.La mayoría de las armaduras cerámicas compuestas son un objetivo de cerámica estructural + un objetivo posterior de metal/no metal, y el ejército de EE. UU. ESAPI también utiliza esta estructura.
En lugar de usar cerámica de carburo de silicio que funciona y es “económica”, el Ejército de los EE. UU. usó la cerámica de carburo de boro más costosa para ESAPI.En el backplane, el ejército de los EE. UU. usó UHMW-PE, que también era extremadamente costoso en ese momento.El precio de los primeros UHMW-PE superaba incluso al del carburo de BORO.
Nota: debido a los diferentes lotes y procesos, el ejército de los EE. UU. también puede usar kevlar como placa de respaldo.
Tipos de cerámica antibalas:
Las cerámicas a prueba de balas, también conocidas como cerámicas estructurales, tienen características de alta dureza y alto módulo, generalmente utilizadas para la abrasión de metales, como el pulido de bolas de cerámica, el cabezal de la herramienta de fresado de cerámica...En la armadura compuesta, la cerámica a menudo juega el papel de "destrucción de ojivas".Hay muchos tipos de cerámica en chalecos antibalas, los más utilizados son la cerámica de alúmina (AI²O³), la cerámica de carburo de silicio (SiC), la cerámica de carburo de boro (B4C).
Sus respectivas características son:
La cerámica de alúmina tiene la densidad más alta, pero la dureza es relativamente baja, el umbral de procesamiento es más bajo y el precio es más barato.La industria tiene una pureza diferente y se divide en cerámica de alúmina -85/90/95/99, su etiqueta es de mayor pureza, dureza y precio son más altos
La densidad del carburo de silicio es moderada, la misma dureza es relativamente moderada, pertenece a la estructura de la cerámica rentable, por lo que la mayoría de los insertos de chalecos antibalas domésticos utilizarán cerámica de carburo de silicio.
Cerámica de carburo de boro en este tipo de cerámica en la densidad más baja, la mayor resistencia, y su tecnología de procesamiento también tiene requisitos muy altos, sinterización a alta temperatura y alta presión, por lo que su precio también es la cerámica más cara.
Tomando como ejemplo la placa NIJ de grado ⅲ, aunque el peso de la placa de inserción de cerámica de alúmina es 200g~300g más que la placa de inserción de cerámica de carburo de silicio, y 400g~500g más que la placa de inserción de cerámica de carburo de boro.Pero el precio es 1/2 de la placa de inserción de cerámica de carburo de silicio y 1/6 de la placa de inserción de cerámica de carburo de boro, por lo que la placa de inserción de cerámica de alúmina tiene el rendimiento de costo más alto y pertenece a los productos líderes del mercado.
En comparación con la placa antibalas de metal, la placa antibalas compuesta/cerámica tiene una ventaja insuperable.
En primer lugar, la armadura de metal golpea la armadura de metal homogéneo por el proyectil.Cerca de la velocidad de penetración límite, el modo de falla de la placa objetivo es principalmente cráteres de compresión y babosas de corte, y el consumo de energía cinética depende principalmente del trabajo de corte causado por la deformación plástica y las babosas.
La eficiencia de consumo de energía de la armadura compuesta de cerámica es obviamente más alta que la de la armadura de metal homogéneo.
La reacción del objetivo cerámico se divide en cinco procesos.
1: el techo de bala se rompe en pedazos pequeños, y el aplastamiento de la ojiva aumenta el área de acción del objetivo, para dispersar la carga en la placa de cerámica.
2: aparecen grietas en la superficie de la cerámica en la zona de impacto y se extienden hacia el exterior de la zona de impacto.
3: El campo de fuerza con el frente de onda de compresión de la zona de impacto en el interior de la cerámica, de modo que la cerámica se rompió, el polvo generado de la zona de impacto alrededor del proyectil salió volando.
4: grietas en la parte posterior de la cerámica, además de algunas grietas radiales, grietas distribuidas en un cono, se producirán daños en el cono.
5: la cerámica en el cono se rompe en fragmentos bajo condiciones de tensión complejas, cuando el proyectil impacta en la superficie cerámica, la mayor parte de la energía cinética se consume en la destrucción del área de fondo redondo del cono, su diámetro depende de las propiedades mecánicas y las dimensiones geométricas del proyectil y material cerámico.
Lo anterior es solo las características de respuesta de la armadura de cerámica a proyectiles de baja/media velocidad.A saber, las características de respuesta de la velocidad del proyectil ≤V50.Cuando la velocidad del proyectil es superior a V50, el proyectil y la cerámica se erosionan entre sí, creando una zona de aplastamiento mescall donde tanto la armadura como el cuerpo del proyectil parecen fluidos.
El impacto recibido por la placa posterior es muy complejo y el proceso es de naturaleza tridimensional, con interacciones entre capas individuales y entre estas capas de fibra adyacentes.
En términos simples, la onda de tensión de la onda de la tela a la matriz de resina y luego a la capa adyacente, la reacción de la onda de tensión a la intersección de la fibra, lo que resulta en la dispersión de la energía del impacto, la propagación de la onda en la matriz de resina, la separación de la La capa de tejido y la migración de la capa de tejido aumentan la capacidad del material compuesto para absorber energía cinética.La migración provocada por el viaje y la propagación de grietas y la separación de capas de tejido individuales pueden absorber una gran cantidad de energía de impacto.
Para el experimento de simulación de resistencia a la penetración de la armadura de cerámica compuesta, el experimento de simulación generalmente se adopta en el laboratorio, es decir, la pistola de gas se usa para llevar a cabo el experimento de penetración.
¿Por qué Linry Armor ha tenido una ventaja de precio como fabricante de insertos antibalas en los últimos años?Hay dos factores principales:
(1) Debido a las necesidades de ingeniería, existe una gran demanda de cerámica estructural, por lo que el precio de la cerámica estructural es muy bajo [costo compartido].
(2) Como fabricante, las materias primas y los productos terminados se procesan en nuestras propias fábricas, de modo que podamos ofrecer productos de la mejor calidad y los precios más amigables para tiendas a prueba de balas e individuos.
Hora de publicación: 18-nov-2021