让子弹多飞会,克服防弹陶瓷烧结难题是关键!


来源:中国粉体网   空青

[导读]  防弹插板已成为现代战争中不可或缺的生命保障装备,甚至在民用安保领域的需求也在不断扩大,如何提高防弹插板的防弹性能也成为了研究重点。

中国粉体网讯  防弹插板是由防弹材料制备、在指定区域增强防弹衣防弹性能的单元。普通的软质防弹衣只能抵御铅芯弹和低速弹,但在承受更高级别枪弹(如步枪弹、穿甲弹等)冲击时,仅凭软质防弹衣无法满足防护需求,只有在指定区域搭配插板,增强防弹衣的防弹性能,才能达到相应的防护等级要求,以便在战场上对战士的生命安全起到保护作用。



目前,国内的陶瓷复合防弹插板主要有氧化铝、碳化硅、碳化硼三种,应用于军、警人员的高级别个体防护以及装甲防护,起到抵抗高速弹丸、破片冲击的作用,保障军、警人员的人身安全。随着国际形势的紧张和防护威胁级别的提高,陶瓷复合防弹插板越来越受到重视,应用范围愈来愈广,要求也愈来愈高,防弹插板已成为现代战争中不可或缺的生命保障装备,甚至在民用安保领域的需求也在不断扩大,如何提高防弹插板的防弹性能也成为了研究重点。


1.氧化铝


氧化铝(Al2O3),白色固体,最为常见晶态有α-Al2O3、β-Al2O3及γ-Al2O3,其中α-Al2O3结构最稳定,在1300℃以上的高温时其它相几乎完全转化为α-Al2O3,氧化铝防弹陶瓷的主要成分就是它。氧化铝防弹陶瓷多应用于各类装甲车辆、军警防护服等用具。弊端在于高密度和断裂韧性使其抗弹性较低。


来源:河南济源兄弟材料有限公司


氧化铝防弹陶瓷主要以无压烧结和热压烧结为主。无压烧结高纯氧化铝通常在高于1600℃才能致密,而温度过高会影响高纯氧化铝陶瓷的性能。因此工业上通过减少粉体颗粒的平均尺寸,添加适当添加剂,达到合适的温度。


2.碳化硅


碳化硅共价键极强,在高温下仍具有高强度的键合,这种结构特点赋予了碳化硅陶瓷优异的强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀、高热导率、良好的抗热震性等性能;同时碳化硅陶瓷价格适中,性价比高,是目前国内应用最广的防弹陶瓷,也是最有发展潜力的高性能装甲防护材料之一。


烧结碳化硅陶瓷技术较多,但是不同的烧结方式对陶瓷内部晶粒的形状,陶瓷致密性、材料强度和韧性都有较明显不同。目前常用的烧结技术有三种:



3.碳化硼


碳化硼是目前已知材料中硬度仅次于金刚石和立方氮化硼的超硬材料,在这几种陶瓷中硬度最高,密度最低,仅为2.52g/cm3,是钢铁的1/3;弹性模量高,热膨胀系数低,导热率较高。此外,碳化硼具有很好的化学稳定性,耐酸耐碱腐蚀,在常温下不与酸碱及大多数无机化合物液体反应;且与大多数熔融金属不润湿、不发生作用。碳化硼还具有很好吸收中子能力,这是其它陶瓷材料不具备的。


碳化硼防弹陶瓷材料应用方向为:重点装备工程、未来主战坦克、步兵战车﹑空投空降车等轻型装甲车辆以及武装直升机腹板、船艇上层建筑的装甲防护。碳化硼陶瓷受制备条件影响较大,不同的烧结方法在烧结温度、烧成时间、烧成控制、烧成后陶瓷的性能上有各自的特点,没有绝对优劣之分。



不难看出,三种防弹陶瓷各有优缺点,而现在科技的发展对防弹陶瓷的功能性与经济性提出了要求:高性能、高品质、低成本和安全性。想要低成本、高效率制备出高品质防弹陶瓷材料,皓越科技带来了解决方案:连续式插板生产解决方案。皓越科技推出S-200DS,主要就是解决防弹陶瓷插板(碳化硼、碳化硅)的批量化生产难点(高品质、高效率、低成本)。


2024年12月12日-13日中国粉体网将在山东淄博举办“2024第七届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”,来自上海皓越真空设备有限公司总经理姚斌将带来《防弹陶瓷插板连续式烧结方法》的报告。



来源:

罗娟:防弹陶瓷的烧结工艺及发展现状

公司官微


(中国粉体网编辑整理/空青)

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除

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作者:空青

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