Comparaison des propriétés des matériaux
Les céramiques au carbure de silicium sont des céramiques structurelles de densité relativement faible et de dureté élevée, qui sont rentables.Par conséquent, ce sont également les céramiques pare-balles les plus utilisées en Chine.
Les céramiques au carbure de bore ont la densité la plus faible et la dureté la plus élevée parmi ces types de céramiques.Parallèlement, ils ont également des exigences élevées en matière de technologie de traitement, nécessitant un frittage à haute température et haute pression.Par conséquent, le coût des céramiques au carbure de bore devrait être le plus élevé parmi les trois types de céramiques.
photo
Par rapport à ces trois matériaux céramiques pare-balles courants, la céramique pare-balles en alumine a le coût le plus bas.Cependant, ses performances pare-balles sont bien inférieures à celles du carbure de silicium et du carbure de bore.Par conséquent, à l'heure actuelle, les céramiques pare-balles en carbure de silicium et en carbure de bore sont principalement produites par des fabricants nationaux de céramiques pare-balles, tandis que les céramiques d'alumine sont rarement produites sur le marché intérieur.Cependant, l'alumine monocristalline peut être utilisée pour préparer des céramiques transparentes, qui sont largement utilisées comme matériaux transparents fonctionnels optiques. L'alumine monocristalline est également appliquée aux équipements militaires tels que les masques pare-balles individuels, les fenêtres de détection de missiles, les fenêtres d'observation de véhicules, les périscopes sous-marins, etc. .
04 Deux matériaux céramiques pare-balles les plus populaires : Céramique pare-balles en carbure de silicium
En fonction d'une liaison covalente extrêmement forte, le carbure de silicium a toujours une liaison à haute résistance à des températures élevées.Cette caractéristique structurelle confère aux céramiques au carbure de silicium de bonnes propriétés, notamment une excellente résistance, une dureté élevée, une résistance à l'usure, une résistance à la corrosion, une conductivité thermique élevée, une bonne résistance aux chocs thermiques et autres.Pendant ce temps, la céramique de carbure de silicium est l'un des matériaux de protection d'armure haute performance les plus prometteurs, qui a un prix modéré et des performances de coût élevées.
Les céramiques de carbure de silicium ont été considérées comme le matériau d'armure de protection.Ils disposent d'un large espace de développement dans le domaine de la protection blindée.Leurs applications dans les domaines de l'équipement individuel et des véhicules spéciaux tendent à se diversifier.Compte tenu du coût, de l'application spéciale et d'autres facteurs, les petits panneaux en céramique et les plaques arrière composites sont généralement collés pour former des cibles composites en céramique afin de surmonter la défaillance de la céramique due à la contrainte de traction.Ils garantissent que seules des pièces uniques sont écrasées sans endommager l'ensemble de l'armure lorsque le projectile pénètre.
Céramique pare-balles en carbure de bore
À l'heure actuelle, le carbure de bore est un matériau super dur dont la dureté est seulement inférieure au diamant et au nitrure de bore cubique.Sa dureté est jusqu'à 3000 kg/mm².Il a une faible densité de niveau de 2,52 g/cm³, soit 1/3 d'acier.Il a un module élastique élevé (450 GPa) et un point de fusion élevé (environ 2447 ℃), ainsi qu'une conductivité thermique élevée.Cependant, son coefficient de dilatation thermique est faible.De plus, le carbure de bore a une bonne stabilité chimique, une résistance aux acides, une résistance aux alcalis et une résistance à la corrosion.À température ambiante, le carbure de bore ne réagit pas avec les acides, les bases et la plupart des liquides composés inorganiques.Le carbure de bore a une corrosion lente uniquement dans le mélange d'acide fluorhydrique d'acide sulfurique et d'acide fluorhydrique d'acide nitrique.Dans le même temps, le carbure de bore ne mouille pas et n'interagit pas avec la plupart des métaux en fusion.Le carbure de bore a également une bonne capacité à absorber les neutrons, ce que les autres matériaux céramiques n'ont pas.La densité de B4C est la plus faible parmi plusieurs céramiques d'armure couramment utilisées.De plus, son module d'élasticité élevé en fait un bon choix pour les armures militaires et les matériaux spatiaux.Le principal problème du B4C est qu'il est cher (environ 10 fois celui de l'alumine).La fragilité du produit limite sa large application en tant qu'armure de protection monophasée.