L'uso di lastre di ceramica risale al 1918, dopo la fine della prima guerra mondiale, quando il colonnello Newell Monroe Hopkins scoprì che rivestire l'armatura d'acciaio con uno smalto ceramico ne aumenterebbe notevolmente la protezione.
Sebbene le proprietà dei materiali ceramici siano state scoperte presto, non passò molto tempo prima che venissero utilizzate per scopi militari.
I primi paesi a utilizzare ampiamente l'armatura in ceramica sono stati l'ex Unione Sovietica e l'esercito statunitense l'ha utilizzata ampiamente durante la guerra del Vietnam, ma l'armatura in ceramica è emersa come equipaggiamento di protezione personale solo negli ultimi anni a causa dei costi iniziali e di problemi tecnici.
In effetti, la ceramica di allumina è stata utilizzata nel giubbotto antiproiettile nel Regno Unito nel 1980 e l'esercito statunitense ha prodotto in serie il primo vero SAPI "plug-in board" negli anni '90, che all'epoca era un dispositivo di protezione rivoluzionario.Il suo standard di protezione NIJIII potrebbe intercettare la maggior parte dei proiettili che potrebbero minacciare la fanteria, ma l'esercito americano non era ancora soddisfatto di questo.Nasce l'ESAPI.
ESAPI
A quel tempo, la protezione di ESAPI non era un vero e proprio hack e il livello di protezione NIJIV lo faceva risaltare e salvava la vita di innumerevoli soldati.Il modo in cui lo fa probabilmente non è molta attenzione.
Per capire come funziona ESAPI, dobbiamo prima capire la sua struttura.La maggior parte delle armature in ceramica composita è un bersaglio in ceramica strutturale + bersaglio posteriore in metallo/non metallo e anche l'ESAPI militare statunitense utilizza questa struttura.
Invece di utilizzare la ceramica al carburo di silicio che funziona ed è "economica", l'esercito americano ha utilizzato la ceramica al carburo di boro più costosa per ESAPI.Sul backplane, l'esercito americano usava UHMW-PE, anch'esso estremamente costoso all'epoca.Il prezzo del primo UHMW-PE ha persino superato quello del carburo di BORO.
Nota: a causa del diverso lotto e processo, il kevlar può essere utilizzato anche come piastra di supporto dall'esercito americano.
Tipi di ceramica antiproiettile:
Le ceramiche antiproiettile, note anche come ceramiche strutturali, hanno caratteristiche di elevata durezza e alto modulo, solitamente utilizzate per l'abrasione dei metalli, come la molatura di sfere di ceramica, la testa di utensili di fresatura in ceramica…….Nell'armatura composita, la ceramica svolge spesso il ruolo di "distruzione della testata".Esistono molti tipi di ceramica nelle armature, le più comunemente utilizzate sono la ceramica di allumina (AI²O³), la ceramica di carburo di silicio (SiC), la ceramica di carburo di boro (B4C).
Le rispettive caratteristiche sono:
Le ceramiche di allumina hanno la densità più alta, ma la durezza è relativamente bassa, la soglia di lavorazione è inferiore, il prezzo è più economico.L'industria ha una purezza diversa è divisa in ceramiche di allumina -85/90/95/99, la sua etichetta è di purezza superiore, durezza e prezzo sono più elevati
La densità del carburo di silicio è moderata, la stessa durezza è relativamente moderata, appartiene alla struttura della ceramica economica, quindi la maggior parte degli inserti per armature domestiche utilizzerà ceramica al carburo di silicio.
Ceramica al carburo di boro in questo tipo di ceramica con la densità più bassa, la massima resistenza e la sua tecnologia di elaborazione richiede anche requisiti molto elevati, sinterizzazione ad alta temperatura e alta pressione, quindi il suo prezzo è anche la ceramica più costosa.
Prendendo come esempio la piastra NIJ di grado ⅲ, sebbene il peso della piastra con inserto in ceramica di allumina sia 200 g ~ 300 g in più rispetto alla piastra con inserto in ceramica in carburo di silicio e 400 g ~ 500 g in più rispetto alla piastra con inserto in ceramica in carburo di boro.Ma il prezzo è 1/2 della piastra dell'inserto in ceramica al carburo di silicio e 1/6 della piastra dell'inserto in ceramica al carburo di boro, quindi la piastra dell'inserto in ceramica di allumina ha le prestazioni più elevate in termini di costi e appartiene ai prodotti leader di mercato
Rispetto alla piastra antiproiettile in metallo, la piastra antiproiettile in composito/ceramica ha un vantaggio insormontabile!
Prima di tutto, l'armatura metallica colpisce l'armatura metallica omogenea dal proiettile.Vicino alla velocità di penetrazione limite, la modalità di rottura della piastra bersaglio è principalmente crateri di compressione e proiettili di taglio e il consumo di energia cinetica dipende principalmente dal lavoro di taglio causato dalla deformazione plastica e dai proiettili.
L'efficienza del consumo energetico dell'armatura composita in ceramica è ovviamente superiore a quella dell'armatura metallica omogenea.
La reazione del target ceramico è divisa in cinque processi
1: il tetto del proiettile si rompe in piccoli pezzi, e lo schiacciamento della testata aumenta l'area di azione del bersaglio, in modo da disperdere il carico sulla piastra in ceramica.
2: le crepe compaiono sulla superficie della ceramica nella zona di impatto e si estendono verso l'esterno dalla zona di impatto.
3: Il campo di forza con la parte anteriore dell'onda di compressione della zona di impatto all'interno della ceramica, in modo che la ceramica si rompa, la polvere generata dalla zona di impatto attorno al proiettile vola fuori.
4: crepe sul retro della ceramica, oltre ad alcune crepe radiali, crepe distribuite in un cono, si verificheranno danni nel cono.
5: la ceramica nel cono viene rotta in frammenti in condizioni di stress complesse, quando la superficie della ceramica di impatto del proiettile, la maggior parte dell'energia cinetica viene consumata nella distruzione dell'area del fondo rotondo del cono, il suo diametro dipende dalle proprietà meccaniche e dalle dimensioni geometriche del proiettile e del materiale ceramico.
Quanto sopra sono solo le caratteristiche di risposta dell'armatura in ceramica a proiettili a bassa/media velocità.Vale a dire, le caratteristiche di risposta della velocità del proiettile ≤V50.Quando la velocità del proiettile è superiore a V50, il proiettile e la ceramica si erodono a vicenda, creando una zona di schiacciamento mescall in cui sia l'armatura che il corpo del proiettile appaiono come fluidi.
L'impatto ricevuto dal backplane è molto complesso e il processo è di natura tridimensionale, con interazioni tra i singoli strati e attraverso questi strati di fibre adiacenti.
In termini semplici, l'onda di sollecitazione dall'onda del tessuto alla matrice di resina e quindi allo strato adiacente, la reazione dell'onda di deformazione all'intersezione della fibra, con conseguente dispersione dell'energia d'urto, propagazione dell'onda nella matrice di resina, separazione del lo strato di tessuto e la migrazione dello strato di tessuto aumentano la capacità del composito di assorbire l'energia cinetica.La migrazione causata dal viaggio e dalla propagazione della fessura e la separazione dei singoli strati di tessuto possono assorbire una grande quantità di energia d'urto.
Per l'esperimento di simulazione della resistenza alla penetrazione dell'armatura in ceramica composita, l'esperimento di simulazione viene generalmente adottato in laboratorio, ovvero la pistola a gas viene utilizzata per eseguire l'esperimento di penetrazione.
Perché Linry Armor ha avuto un vantaggio di prezzo come produttore di inserti antiproiettile negli ultimi anni?Ci sono due fattori principali:
(1) A causa delle esigenze ingegneristiche, c'è una grande richiesta di ceramiche strutturali, quindi il prezzo delle ceramiche strutturali è molto basso [condivisione dei costi].
(2) In qualità di produttore, le materie prime e i prodotti finiti vengono lavorati nelle nostre fabbriche, in modo da poter fornire prodotti della migliore qualità e prezzi più convenienti per negozi e privati a prova di proiettile.
Orario postale: 18-nov-2021