Керамические бронематериалы

Эффективная защита от высокоэнергетических средств поражения с высокой проникающей способностью - бронебойных винтовочных пуль с термоупрочненными сердечниками (ТУС) (6 и 6а классы защитных структур по ГОСТ Р 50744-95) немыслима без использования в качестве элемента защитной структуры керамики - высокотвердого, но очень хрупкого материала.

К керамикам относят материалы, получаемые спеканием или горячим прессованием порошков минеральных веществ. Для изготовления бронеэлементов используют оксидную, карбидную, бо- ридную, нитридную и смесевые керамики. Обычной технологией получения керамических изделий является спекание при высокой температуре предварительно отпрессованных заготовок. С помощью такой технологии получают, например, корундовую керамику (А12Оз). Если при спекании происходят химические превращения, то такую керамику называют реакционноспеченной. Такова, например, керамика на основе карбида кремния SiC. Спеченные керамики характеризуются небольшой пористостью, ухудшающей ее механические свойства. Малопористое состояние керамических изделий с высоким уровнем механических свойств может быть достигнуто путем горячего прессования исходных порошков при высокой температуре. Например, с помощью горячего прессования при 2200 °С получают керамику на основе карбида бора В4С.

Структурно керамика состоит из кристаллической, аморфной фаз и пор. Свойства этих фаз, а также пористость определяют механические свойства керамических бронеэлементов. Чем меньше размеры кристаллических частиц, чем меньше в керамике содержится аморфной фазы, и чем меньше пористость, тем выше прочность и твердость керамики.

Основные механические характеристики керамических материалов, наиболее часто применяемых в многослойных защитных структурах СИБ, приведены в табл. 6.1. В этой же таблице для сравнения приведены те же данные для сталей, из которых изготавливают сердечники стальных пуль (сталь 10), ТУС (сталь У12) и среднеуглеродистой среднелегированой стали 45Х. Данные взяты из [6.1-6.4]. В отличие от стали, керамика имеет в 2...3 раза меньшую плотность и, в среднем, в 2 раза больший модуль упругости, что приводит к высоким значения скорости распространения продольных упругих волн 10... 12 км/с.

Керамические бронематериалы

Обращает на себя внимание чрезвычайно высокая твердость керамик в сочетании с низкой ударной вязкостью. Именно высокая твердость керамик определяет защищающую способность керамической брони. Для того чтобы понять это, проанализируем силовое взаимодействие деформируемых или разрушающихся (срабатывающихся) ударников с высокотвердой преградой.
 

 

Смотрите также