10 дешевых средств для стирки, которые помогут вашей одежде выглядеть лучше
May 22, 202310 электромобилей, которые изменили определение скорости и мощности
Oct 23, 202310 необычных хобби, которые стоит попробовать в 2023 году
Dec 19, 202311 дизайнерских брендов чемоданов, которые идеально подойдут для вашего самолета
Apr 27, 202313 простых инструментов, которые должен иметь на кухне каждый любитель пиццы
Dec 13, 2023Под поверхностью: исследование материалов твердых броневых пластин
В нашей предыдущей статье мы рассмотрели рейтинги жестких броневых пластин, изучив «уровни» защиты, предлагаемые бронежилетами, согласно определениям Национального института юстиции и других организаций, устанавливающих стандарты. Нашей целью было дать более четкое представление о броневых пластинах в этом контексте. Однако, как было показано в предыдущем посте, эти «уровни» произвольны, и многие плиты находятся ниже, между или выше них. (т.е. каждая табличка со знаком «плюс» в описании. III+, IIIA+, IV+…)
Чтобы по-настоящему понять эксплуатационные характеристики бронеплиты, недостаточно просто знать ее назначенный уровень. Даже поверхностное понимание требует некоторых знаний о материалах, использованных в конструкции этой пластины.
Имея это в виду, давайте предоставим обзор материалов броневых листов и их эксплуатационных характеристик.
В твердых броневых пластинах обычно используются три керамических материала: оксид алюминия, карбид кремния и карбид бора.
В таблице ниже представлены средние свойства товарных марок для каждого материала, включая AD85 и RBB4C как распространенные варианты:
В таблице выше «производительность» оценивается по весу. Например, карбид кремния горячего прессования (SiC) и карбид бора, полученный реакционной связью (RBB4C), демонстрируют сопоставимую эффективность против угроз AP со стальным сердечником при учете равного веса. Это означает, что мы сравниваем плитку SiC толщиной 8 мм с плиткой RBB4C толщиной ~9,3 мм.
Вопрос о том, как механические свойства, такие как твердость и прочность на сжатие, влияют на баллистические характеристики, до сих пор не решен. Мы пока оставим это в стороне.
глинозем обычно имеет самое низкое соотношение производительности и веса из-за высокой плотности. Тем не менее, оксид алюминия на сегодняшний день является наиболее распространенным материалом для керамической брони, предназначенным для гражданского рынка и правоохранительных органов. Это связано с тем, что это эффективный и надежный материал, широко доступный, легко придающий сложные формы и, что самое главное, очень доступный. В среднем затраты производителя на ударную поверхность из оксида алюминия размером 10×12 дюймов на пластине уровня IV составляют около 20 долларов. Оксид алюминия также демонстрирует превосходные характеристики при многократном попадании по сравнению с материалами на основе SiC и B4C, что значительно способствует соблюдению таких спецификаций, как NIJ 0101.06 Level III, где требуется шесть выстрелов на пластину.
Глинозем — экономичный и широко используемый керамический материал, из которого изготавливаются надежные, хотя и более тяжелые пластины. Эти пластины часто демонстрируют хорошие характеристики многократного попадания.
Карбид кремния (SiC) предлагает наиболее выгодный баланс цены и производительности для самого широкого спектра угроз. Он значительно легче оксида алюминия и демонстрирует превосходные характеристики против всех угроз. Хотя он немного тяжелее, чем карбид бора, и немного хуже справляется с угрозами с шариками и стальным сердечником, он компенсирует это лучшими характеристиками при многократном попадании и значительно улучшенной эффективностью против угроз с сердечником из карбида вольфрама.
Варианты SiC расширяют спектр применения. Например: (1) Реакционно-связанный карбид кремния превосходит оксид алюминия по всем параметрам и лишь немного дороже, чем оксид алюминия чистотой 99%+. (2) Новые композиты SiC-TiB2, используемые в пластине Adept Armor Colossus, конкурируют с B4C по соотношению характеристик к весу в отношении угроз со стальным сердечником и легко превосходят B4C в отношении угроз сердечника из карбида вольфрама. (3) За последние несколько лет наблюдается значительный исследовательский интерес к композитам SiC-алмаз, которые могут обеспечить еще большее улучшение характеристик.
Будучи лучшим во всех отношениях, SiC сегодня стал предпочтительным материалом для пластин военного класса с рейтингом AP и должен сохранять эту позицию в обозримом будущем, особенно с недавним появлением высокопроизводительных керамических композитов на основе SiC.
Горячепрессованный или спеченныйкарбид бора (B4C) — нишевый материал высокого класса. Когда дело доходит до предотвращения угроз со стальным сердечником, он значительно превосходит все другие варианты. Однако есть несколько недостатков, ограничивающих его использование: (1) Сырье из карбида бора дорогое и трудно поддающееся обработке. (2) Карбид бора уступает пулям AP с сердечником из карбида вольфрама по сравнению с пулями одинаковой плотности из SiC или высококачественным оксидом алюминия из-за проблемы аморфизации карбида бора. (3) Карбид бора проявляет стекловидное и исключительно хрупкое поведение при ударе, что приводит к худшим в своем классе характеристикам при многократном попадании. По этим причинам этот материал является предпочтительным материалом для ударной поверхности для сверхвысококлассных пластин Уровня IV и военных пластин, предназначенных для остановки .30-06 APM2 или 7,62x54 ммR B32 API, но он не часто используется для других целей.