זה שימוש קרמי עבור צלחות חסינות כדורים

③ החומר הקרמי הנפוץ ביותר בשימוש

מאז המאה ה-21, קרמיקה חסינת כדורים התפתחה במהירות, וישנם סוגים רבים, כולל אלומינה, סיליקון קרביד, בורון קרביד, סיליקון ניטריד, טיטניום בוריד וכו', ביניהם קרמיקה אלומינה (Al₂O₃), קרמיקה סיליקון קרביד (SiC), boron carbide ceramics (B4C) are the most widely used.

קרמיקת אלומינה היא בעלת הצפיפות הגבוהה ביותר, אך הקשיות נמוכה יחסית, סף העיבוד נמוך, המחיר נמוך, לפי הטוהר מתחלק לקרמיקה אלומינה 85/90/95/99, גם הקשיות והמחיר המתאימים עולים בתורו.

השוואה בין מאפיינים של קרמיקות חסינות כדורים שונות

צפיפות הקרמיקה של סיליקון קרביד נמוכה יחסית, קשיות גבוהה, היא קרמיקה מבנית חסכונית, ולכן היא גם הקרמיקה חסינת הכדורים הנפוצה ביותר בסין.

קרמיקת בורון קרביד היא בעלת הצפיפות הנמוכה ביותר והקשיות הגבוהה ביותר מבין הקרמיקות הללו, אך יחד עם זאת, גם הדרישות שלהן לטכנולוגיית עיבוד הן גבוהות מאוד, הדורשות סינטר בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה, כך שהעלות היא גם הגבוהה ביותר מבין שלוש הקרמיקות הללו.

בהשוואה לשלושת חומרי הקרמיקה הנפוצים יותר הללו, לקרמיקה חסינת כדורים אלומינה יש את העלות הנמוכה ביותר, אך ביצועי חסינות הכדורים הם הרבה פחות מסיליקון קרביד ובורון קרביד, כך שיחידות הייצור המקומיות הנוכחיות של קרמיקה חסינת כדורים בסיליקון קרביד ובורון קרביד חסינות כדורים, בעוד קרמיקת אלומינה נדירה.עם זאת, ניתן להשתמש באלומינה גביש יחיד להכנת קרמיקה שקופה, הנמצאת בשימוש נרחב כחומרים שקופים עם פונקציות אור, ומיושמות בציוד צבאי כגון מסכות חסינות כדורים של חייל בודדים, חלונות לזיהוי טילים, חלונות תצפית לרכב ופריסקופים של צוללות.

④שניים מהחומרים הקרמיים הפופולריים ביותר חסיני כדורים

קרמיקה חסינת כדורים סיליקון קרביד

הקשר הקוולנטי של סיליקון קרביד חזק מאוד ועדיין יש לו קשר חוזק גבוה בטמפרטורה גבוהה.תכונה מבנית זו מעניקה לקרמיקת סיליקון קרביד חוזק מעולה, קשיות גבוהה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני קורוזיה, מוליכות תרמית גבוהה, עמידות בפני זעזועים תרמיים ותכונות אחרות.יחד עם זאת, מחיר קרמיקה סיליקון קרביד הוא מתון, חסכוני, הוא אחד מחומרי הגנת השריון המבטיחים ביותר עם ביצועים גבוהים.

לקרמיקת סיליקון קרביד מרחב פיתוח רחב בתחום הגנת השריון, והיישומים שלה בתחום הציוד הפרטני וכלי הרכב המיוחדים נוטים להיות מגוונים.כאשר משתמשים בו כחומר שריון מגן, בהתחשב בעלות ובאירועי יישום מיוחדים וגורמים אחרים, זה בדרך כלל סידור קטן של לוחות קרמיים ולוח אחורי מרוכב המחוברים לתוך לוח מטרה מרוכב קרמי, כדי להתגבר על הכשל של קרמיקה עקב מתח מתיחה, ו להבטיח שחדירת הקליע תנתץ רק חתיכה אחת מבלי לפגוע בשריון כולו.

קרמיקה חסינת כדורים בורון קרביד

בורון קרביד הוא קשיותם של חומרים ידועים לאחר חומר יהלום בורון ניטריד מעוקב, קשיות של עד 3000 ק"ג/מ"מ²;הצפיפות נמוכה, רק 2.52 גרם/ס"מ, שהיא 1/3 מפלדה;מודולוס אלסטי גבוה, 450GPA;נקודת התכה גבוהה, בערך 2447 ℃;בנוסף, בורון קרביד יש יציבות כימית טובה, עמידות בפני קורוזיה של חומצה ואלקלי, בטמפרטורת החדר אינה מגיבה עם חומצה ובסיס ובנוזלי התרכובות האורגניות ביותר, רק בתורן חומצה-חומצה-חומצה-חומצה-פלואורית, חומצה הידרופלואורית נוזלית מעורבת יש קורוזיה איטית ;ל- B4C יש את הצפיפות הנמוכה ביותר של כמה קרמיקה שריון נפוצה, בשילוב מודולוס גבוה של גמישות, מה שהופך אותו לבחירה טובה לחומרים בשדות השריון הצבאי ושדות החלל.הבעיה העיקרית של B4C היא שהיא יקרה (פי 10 מהאלומינה) ושבירה, המגבילה את היישום הרחב שלה כשריון מגן חד פאזי.

⑤שיטת הכנה של קרמיקה חסינת כדורים.

שדרוג קרמיקה חסינת כדורים

למרות שפוטנציאל חסין הכדורים של סיליקון קרביד ובורון קרביד הוא גדול מאוד, לא ניתן להתעלם מבעיית קשיחות השבר ושבירות ירודה של קרמיקה חד פאזית.הפיתוח של המדע והטכנולוגיה המודרניים העלה דרישות לפונקציונליות ולחסכון של קרמיקה חסינת כדורים: רב תכליתי, ביצועים גבוהים, משקל קל, עלות נמוכה ובטיחות.לכן, בשנים האחרונות, מומחים וחוקרים מקווים להגיע לחיזוק, קל משקל וחסכוני של קרמיקה באמצעות מיקרו-התאמה, לרבות קומפוזיט של מערכת קרמיקה מרובת רכיבים, קרמיקה שיפועית פונקציונלית, עיצוב מבנה שכבות וכו', ושריון כזה הוא קל ב משקל בהשוואה לשריון של היום, ולשפר טוב יותר את הביצועים הניידים של יחידות קרביות.

קרמיקה מדורגת פונקציונלית מציגה שינויים קבועים בתכונות החומר באמצעות עיצוב מיקרוקוסמי.לדוגמה, טיטניום בוריד ומתכת טיטניום ותחמוצת אלומיניום, סיליקון קרביד, בורון קרביד, סיליקון ניטריד ומתכת אלומיניום ומערכות מרוכבות מתכת/קרמיקה אחרות, הביצועים של שינוי השיפוע לאורך מיקום העובי, כלומר, הכנת קשיות גבוהה מעבר לקרמיקה חסינת כדורים בקשיחות גבוהה.

קרמיקה רב-פאזית ננומטרית מורכבת מחלקיקי פיזור תת-מיקרוניים או ננומטריים שנוספו לקרמיקה המטריצה.כגון SiC-Si3N4-Al2O3, B4C-SiC, וכו ', הקשיות, הקשיחות והחוזק של קרמיקה יש שיפור מסוים.מדווחים כי מדינות המערב חוקרות סינטרה של אבקה בקנה מידה ננו להכנת קרמיקה בגודל גרגר של עשרות ננומטרים להשגת חוזק וקשיחות החומר, וקרמיקה חסינת כדורים צפויה להשיג פריצת דרך גדולה בהקשר זה.

לסכם

בין אם מדובר בקרמיקה חד פאזית או קרמיקה רב פאזית, החומרים הקרמיים הטובים ביותר חסיני כדורים או בלתי נפרדים מסיליקון קרביד, בורון קרביד שני החומרים הללו.במיוחד עבור חומרי בורון קרביד, עם התפתחות טכנולוגיית הסינטרינג, המאפיינים המצוינים של קרמיקת בורון קרביד הופכות יותר ויותר בולטות, ויישומיה בתחום ההגנה מפני כדורים יתפתחו עוד יותר.