Balistik seramiklerde bor karbür

Bor karbür, yeni seramiklerde önemli bir aşınmaya dayanıklı ve yüksek sertlikte yapısal seramik malzemedir. Bor ve karbon metalik olmayan elementler olduğundan ve atom yarıçapı genel boşluk bileşiklerinden farklı kombinasyona yakın olduğundan, bor karbür seramikler yüksek erime noktasına, ultra yüksek sertliğe, düşük yoğunluğa, aşınmaya dayanıklı ve korozyona dayanıklı ve diğer birçok benzersiz özelliğe sahiptir, ulusal savunma, nükleer enerji, havacılık, makine, aşınmaya dayanıklı teknoloji alanında, uygulamaların geliştirilmesi için geniş umutlarını giderek daha fazla göstermektedir.

Şu anda, AlO bazlı mermiye dayanıklı seramikler "502 projesinde" ve "212 projesinde" kullanılmıştır, ancak AlO bazlı seramik kompozit zırhın savaş arabası yan parçalarının gövdesinde, ağırlık azaltma etkisi açık değildir ve aynı kalınlıkta yüksek performanslı bor karbür seramik kompozit zırhın kullanımı Zırh, kurşun geçirmezlik performansı daha da iyileştirilirken, kurşun geçirmez seramik kalitesini AlO bazlı %15 ila %20 arasında düşürmektir. Bu nedenle, yüksek performanslı, düşük maliyetli bor karbür balistik seramikler üzerine anahtar ekipman projesi seramik kompozit zırh geliştirme projesi acil bir ihtiyaç ortaya koymaktadır.
Hafif, ultra yüksek sertlik ve yüksek elastikiyet modülüne sahip bor karbür seramikler, kurşun geçirmez yelekler, kurşun geçirmez kasklar ve kurşun geçirmez zırhlar için en iyi malzeme olduğundan, bor karbür seramiklerin seramik zırh malzemesi olarak uygulanmasının başlangıcıdır. Diğer kurşun geçirmez malzemelerle (SiC, Al2O3 gibi) karşılaştırıldığında, bor karbür seramikler daha hafif ve daha serttir, özellikle mermilere etkili bir şekilde direnebilen balistik zırh malzemeleri olarak helikopter savaş gemileri ve diğer uçaklar için uygundur. Bu nedenle, B4C seramikleri genellikle sadece koruyucu performans için yüksek gereksinimleri olan bazı özel durumlarda kullanılır.
Bu nedenle, yüksek performanslı, düşük maliyetli bor karbür kurşun geçirmez seramik malzemelerin geliştirilmesi ve uygulanması, önemli askeri ve ekonomik faydalar sağlayarak ilgili silah ve ekipmanların performansını büyük ölçüde artırabilir. Anahtar ekipman mühendisliği, gelecekteki ana muharebe tankları, piyade savaş araçları, hava indirme araçları ve diğer hafif zırhlı araçların yanı sıra silahlı helikopterlerin göbek plakası, tekne üstyapı zırh koruması için bor karbür kurşun geçirmez seramik malzeme uygulama yönü.
Endüstriyel bor karbür mukavemeti ve tokluğu nispeten düşüktür, bu da esas olarak kaba organizasyondan (250um) kaynaklanmaktadır, kusurlar, sinterleme yoğunluğunun iyileştirilmesi nedeniyle yoğunluklar yüksek değildir, tane inceltme ve diğer temel yollar mukavemeti önemli ölçüde artırabilir, ancak kırılma tokluğu artışı çok büyük değildir, bu da tek fazlı malzemenin kendisinin sınırlamaları ile ilgilidir. Bu nedenle, bor karbürün kristal kırılma eğilimini azaltmak, kırılma tokluğunu artırmak için "kompozit" yolu izlemek son seçenek gibi görünmektedir. Çok sayıda çalışma, kompozit katkı maddelerinin yüksek yoğunluklu bor karbür seramikler elde etmek için yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşulları altında sinterleme sıcaklığını ve basıncını büyük ölçüde azaltabildiğini ve mükemmel mekanik özelliklere sahip olduğunu göstermiştir. Kompozit malzemelerin beklentisi çok caziptir, ancak soru "kompozit" amaca ulaşmak için ne tür bir yol seçmektir, kısacası, bor karbür malzemelerin mühendislikte daha yaygın olarak kullanılabilmesi üç temel sorunun çözümüne bağlıdır: sinterleme sıcaklığının düşürülmesi; antioksidan davranışın iyileştirilmesinin mukavemeti ve kırılma tokluğu.
Yapının performansı belirlemesi doğanın ebedi bir kanunudur. Yeni bor karbür malzeme sistemi için performansı, kimyasal bileşim, sarım süreci ve faz reaksiyon süreci ile yakından ilişkili olan mikroyapıya bağlıdır. Bor karbür seramiklerin özellikleri ve seramiklerin balistik zırh olarak önemi göz önüne alındığında, bor karbür seramik araştırma çalışmaları, ülke harika sonuçlar elde etti, kurşun geçirmezlik için yeni bir bor karbür seramik türü çalışması, hammadde formülasyonlarından, sinterleme işleminden bitmiş ürünlere kadar, bir dizi çalışmanın performans testi iyi sonuçlar elde etti. Geliştirilen yüksek performanslı bor karbür seramikler kurumsal standarda ve ABD Ordusu askeri standardına ulaştı, ilk yerli teknik seviyesi, yeni bir tür hafif ve yüksek performanslı kurşun geçirmez zırh ürünleri sağlamak için uluslararası arenada ileri seviyeye kadar ülkedeki boşlukları doldurdu.