Korištenje keramičkih ploča datira iz 1918. godine, nakon završetka Prvog svjetskog rata, kada je pukovnik Newell Monroe Hopkins otkrio da bi premazivanje čeličnog oklopa keramičkom glazurom uvelike poboljšalo njegovu zaštitu.
Iako su svojstva keramičkih materijala rano otkrivena, ubrzo su se koristili u vojne svrhe.
Prve zemlje koje su naširoko koristile keramički oklop bili su bivši Sovjetski Savez, a američka vojska ga je intenzivno koristila tijekom Vijetnamskog rata, ali keramički oklop se tek posljednjih godina pojavio kao osobna zaštitna oprema zbog ranih troškova i tehničkih problema.
Zapravo, aluminijska keramika je korištena u pancirima u Velikoj Britaniji 1980. godine, a američka vojska masovno je proizvela prvu uistinu “plug-in ploču” SAPI 1990-ih, koja je u to vrijeme bila revolucionarna zaštitna oprema.Njegov standard zaštite NIJIII mogao je presresti većinu metaka koji bi mogli ugroziti pješaštvo, ali američka vojska još uvijek nije bila zadovoljna time.ESAPI je rođen.
ESAPI
U to vrijeme ESAPI-jeva zaštita nije bila previše hak, a NIJIV razina zaštite ju je istaknula i spasila živote nebrojenih vojnika.Kako to radi, vjerojatno nije velika pozornost.
Da bismo razumjeli kako radi ESAPI, prvo moramo razumjeti njegovu strukturu.Većina kompozitnih keramičkih oklopa je strukturna keramička meta + metalna/nemetalna stražnja meta, a američka vojska ESAPI također koristi ovu strukturu.
Umjesto da koristi keramiku od silicij karbida koja radi i koja je “ekonomična”, američka vojska je za ESAPI koristila skuplju keramiku od borovog karbida.Na stražnjoj ploči američka vojska koristila je UHMW-PE, koji je u to vrijeme također bio iznimno skup.Cijena ranog UHMW-PE čak je premašila cijenu borovog karbida.
Napomena: zbog različite serije i procesa, kevlar se također može koristiti kao podloga od strane američke vojske.
Vrste neprobojne keramike:
Neprobojna keramika, također poznata kao strukturna keramika, ima visoku tvrdoću, visoke karakteristike modula, obično se koristi za abraziju metala, kao što su keramičke kuglice za mljevenje, glava alata za glodanje keramike…….U kompozitnom oklopu keramika često igra ulogu "razaranja bojeve glave".Postoji mnogo vrsta keramike u oklopima, a najčešće se koriste keramika od aluminijevog oksida (AI²O³), keramika od silicij karbida (SiC), keramika od borovog karbida (B4C).
Njihove odgovarajuće karakteristike su:
Aluminijska keramika ima najveću gustoću, ali je tvrdoća relativno niska, prag obrade je niži, cijena je jeftinija.Industrija ima različite čistoće podijeljena je na -85/90/95/99 aluminijsku keramiku, njena oznaka je veća čistoća, tvrdoća i cijena su veće
Gustoća silicij karbida je umjerena, ista tvrdoća je relativno umjerena, spada u strukturu isplative keramike, pa će većina domaćih umetaka za pancire koristiti silicij karbidnu keramiku.
Bor karbidna keramika u ovoj vrsti keramike ima najmanju gustoću, najveću čvrstoću, a njena tehnologija obrade također je vrlo visokim zahtjevima, visokotemperaturno i visokotlačno sinteriranje, pa joj je cijena ujedno i najskuplja keramika.
Uzimajući NIJ grade ⅲ ploču kao primjer, iako je težina keramičke pločice umetka od aluminijevog oksida 200 g ~ 300 g veća od keramičke ploče umetka od silicij karbida i 400 g ~ 500 g više od keramičke ploče umetka od bor karbida.Ali cijena je 1/2 keramičke pločice umetka od silicij karbida i 1/6 keramičke ploče umetka od karbida bora, tako da keramička ploča umetka od aluminijevog oksida ima najvišu cijenu i pripada vodećim proizvodima na tržištu
U usporedbi s metalnom neprobojnom pločom, kompozitna/keramička neprobojna ploča ima nepremostivu prednost!
Prije svega, metalni oklop projektilom pogađa homogeni metalni oklop.Blizu granične brzine prodiranja, način loma ciljne ploče uglavnom su kompresijski krateri i posmični puževi, a potrošnja kinetičke energije uglavnom ovisi o posmičnom radu uzrokovanom plastičnom deformacijom i puževima.
Učinkovitost potrošnje energije keramičkog kompozitnog oklopa očito je veća od one kod homogenog metalnog oklopa.
Reakcija keramičke mete podijeljena je u pet procesa
1: krov metka je razbijen na male komadiće, a drobljenje bojne glave povećava područje djelovanja cilja, tako da se rasprši opterećenje na keramičkoj ploči.
2: na površini keramike u zoni udara pojavljuju se pukotine, koje se protežu prema van od zone udara.
3: Polje sile s udarnom zonom kompresijskog vala fronta u unutrašnjost keramike, tako da se keramika razbije, a prah nastao iz zone udara oko projektila izleti van.
4: pukotine na poleđini keramike, osim nekih radijalnih pukotina, pukotina raspoređenih u konus, doći će do oštećenja u stošcu.
5: keramika u stošcu je razbijena u fragmente pod složenim uvjetima naprezanja, kada projektil udari u keramičku površinu, većina kinetičke energije se troši na uništavanje područja okruglog dna stošca, njegov promjer ovisi o mehaničkim svojstvima i geometrijskim dimenzijama projektila i keramičkog materijala.
Gore navedeno samo su karakteristike odziva keramičkog oklopa na projektile male/srednje brzine.Naime, karakteristike odziva brzine projektila ≤V50.Kada je brzina projektila veća od V50, projektil i keramika erodiraju jedan drugog, stvarajući zonu zgnječenja meskala gdje se i oklop i tijelo projektila pojavljuju kao tekućina.
Udar koji prima stražnja ploča vrlo je složen, a proces je trodimenzionalne prirode, s interakcijama između pojedinačnih slojeva i preko ovih susjednih slojeva vlakana.
Jednostavno rečeno, val naprezanja od vala tkanine do matriksa smole i zatim do susjednog sloja, reakcija vala deformacije na sjecište vlakana, što rezultira disperzijom energije udara, širenjem vala u matrici smole, odvajanjem sloj tkanine i migracija sloja tkanine povećavaju sposobnost kompozita da apsorbira kinetičku energiju.Migracija uzrokovana kretanjem i širenjem pukotina te odvajanjem pojedinačnih slojeva tkanine može apsorbirati veliku količinu energije udara.
Za pokus simulacije otpornosti na prodiranje kompozitnog keramičkog oklopa, simulacijski eksperiment se općenito primjenjuje u laboratoriju, odnosno plinski pištolj se koristi za provođenje eksperimenta penetracije.
Zašto je Linry Armor posljednjih godina imao cjenovnu prednost kao proizvođač neprobojnih umetaka?Dva su glavna faktora:
(1) Zbog inženjerskih potreba postoji velika potražnja za strukturnom keramikom, pa je cijena konstrukcijske keramike vrlo niska [podjela troškova].
(2) Kao proizvođač, sirovine i gotovi proizvodi obrađuju se u vlastitim tvornicama, tako da možemo pružiti najkvalitetnije proizvode i najprihvatljivije cijene za pancirne trgovine i pojedince.
Vrijeme objave: 18.11.2021