O uso de placas cerâmicas remonta a 1918, após o fim da Primeira Guerra Mundial, quando o Coronel Newell Monroe Hopkins descobriu que o revestimento de armaduras de aço com esmalte cerâmico aumentaria muito sua proteção.
Embora as propriedades dos materiais cerâmicos tenham sido descobertas cedo, não demorou muito para que fossem usadas para fins militares.
Os primeiros países a usar amplamente as armaduras de cerâmica foram a antiga União Soviética, e os militares dos EUA a usaram extensivamente durante a Guerra do Vietnã, mas as armaduras de cerâmica só surgiram como equipamento de proteção individual nos últimos anos devido ao custo inicial e problemas técnicos.
De fato, a cerâmica de alumina foi usada em armaduras corporais no Reino Unido em 1980, e o exército dos EUA produziu em massa a primeira SAPI verdadeiramente “plug-in board” na década de 1990, que era um equipamento de proteção revolucionário na época.Seu padrão de proteção NIJIII poderia interceptar a maioria das balas que poderiam ameaçar a infantaria, mas o exército dos EUA ainda não estava satisfeito com isso.Nasceu a ESAPI.
ESAPI
Na época, a proteção da ESAPI não era um hack, e o nível de proteção NIJIV fez com que ela se destacasse e salvasse a vida de inúmeros soldados.Como ele faz isso provavelmente não é muita atenção.
Para entender como o ESAPI funciona, precisamos primeiro entender sua estrutura.A maioria das armaduras de cerâmica composta é um alvo de cerâmica estrutural + alvo traseiro de metal/não-metal, e a ESAPI militar dos EUA também usa essa estrutura.
Em vez de usar cerâmica de carboneto de silício que funciona e é “econômica”, o Exército dos EUA usou a cerâmica de carboneto de boro mais cara para a ESAPI.No backplane, o exército dos EUA usava UHMW-PE, que também era extremamente caro na época.O preço do UHMW-PE inicial até superou o do carboneto de BORO.
Nota: devido ao lote e processo diferentes, o kevlar também pode ser usado como placa de apoio pelo exército dos EUA.
Tipos de cerâmica à prova de balas:
As cerâmicas à prova de balas, também conhecidas como cerâmicas estruturais, possuem características de alta dureza, alto módulo, geralmente usadas para abrasão de metal, como moagem de esferas de cerâmica, cabeça de ferramenta de fresagem de cerâmica…….Na armadura composta, a cerâmica geralmente desempenha o papel de “destruição de ogivas”.Existem muitos tipos de cerâmica em armaduras corporais, as mais comumente usadas são cerâmicas de alumina (AI²O³), cerâmicas de carbeto de silício (SiC), cerâmicas de carbeto de boro (B4C).
Suas respectivas características são:
A cerâmica de alumina tem a maior densidade, mas a dureza é relativamente baixa, o limite de processamento é menor, o preço é mais barato.A indústria tem pureza diferente é dividida em cerâmica de alumina -85/90/95/99, seu rótulo é maior pureza, dureza e preço são maiores
A densidade de carboneto de silício é moderada, a mesma dureza é relativamente moderada, pertence à estrutura de cerâmica econômica, portanto, a maioria das inserções de armaduras domésticas usará cerâmica de carboneto de silício.
Cerâmicas de carboneto de boro nestes tipos de cerâmica na densidade mais baixa, a mais alta resistência, e sua tecnologia de processamento também é muito alta, alta temperatura e sinterização de alta pressão, então seu preço também é a cerâmica mais cara.
Tomando a placa NIJ grau ⅲ como exemplo, embora o peso da placa de inserção de cerâmica de alumina seja 200g ~ 300g a mais do que a placa de inserção de cerâmica de carboneto de silício e 400g ~ 500g a mais do que a placa de inserção de cerâmica de carboneto de boro.Mas o preço é 1/2 da placa de inserção de cerâmica de carboneto de silício e 1/6 da placa de inserção de cerâmica de carboneto de boro, então a placa de inserção de cerâmica de alumina tem o maior desempenho de custo e pertence aos produtos líderes de mercado
Comparado com a placa à prova de balas de metal, a placa à prova de balas composta/cerâmica tem uma vantagem insuperável!
Em primeiro lugar, a armadura metálica atinge a armadura metálica homogênea pelo projétil.Perto da velocidade limite de penetração, o modo de falha da placa alvo é principalmente crateras de compressão e lesmas de cisalhamento, e o consumo de energia cinética depende principalmente do trabalho de cisalhamento causado pela deformação plástica e lesmas.
A eficiência de consumo de energia da armadura composta de cerâmica é obviamente maior do que a da armadura metálica homogênea.
A reação do alvo cerâmico é dividida em cinco processos
1: o teto da bala é quebrado em pequenos pedaços e o esmagamento da ogiva aumenta a área de ação do alvo, de modo a dispersar a carga na placa de cerâmica.
2: rachaduras aparecem na superfície da cerâmica na zona de impacto e se estendem para fora da zona de impacto.
3: O campo de força com a frente de onda de compressão da zona de impacto para o interior da cerâmica, de modo que a cerâmica quebrada, o pó gerado a partir da zona de impacto ao redor do projétil voando.
4: trincas no verso da cerâmica, além de algumas trincas radiais, trincas distribuídas em um cone, ocorrerão danos no cone.
5: a cerâmica no cone é quebrada em fragmentos sob condições de estresse complexas, quando o projétil impacta a superfície cerâmica, a maior parte da energia cinética é consumida na destruição da área do fundo redondo do cone, seu diâmetro depende das propriedades mecânicas e dimensões geométricas do projétil e do material cerâmico.
O acima é apenas as características de resposta da armadura cerâmica em projéteis de velocidade baixa/média.Ou seja, as características de resposta da velocidade do projétil ≤V50.Quando a velocidade do projétil é maior que V50, o projétil e a cerâmica erodem um ao outro, criando uma zona de esmagamento mescall onde tanto a armadura quanto o corpo do projétil aparecem como fluidos.
O impacto recebido pelo backplane é muito complexo e o processo é tridimensional por natureza, com interações entre camadas únicas e entre essas camadas de fibra adjacentes.
Em termos simples, a onda de tensão da onda do tecido para a matriz de resina e depois para a camada adjacente, a reação da onda de deformação à interseção da fibra, resultando na dispersão da energia de impacto, propagação da onda na matriz de resina, separação do camada de tecido e a migração da camada de tecido aumentam a capacidade do compósito de absorver energia cinética.A migração causada pelo deslocamento e propagação de rachaduras e a separação de camadas de tecido individuais podem absorver uma grande quantidade de energia de impacto.
Para o experimento de simulação de resistência à penetração de armaduras cerâmicas compostas, o experimento de simulação é geralmente adotado em laboratório, ou seja, a pistola de gás é usada para realizar o experimento de penetração.
Por que a Linry Armor teve uma vantagem de preço como fabricante de pastilhas à prova de balas nos últimos anos?Existem dois fatores principais:
(1) Devido às necessidades de engenharia, há uma grande demanda por cerâmicas estruturais, então o preço das cerâmicas estruturais é muito baixo [partilha de custos].
(2) Como fabricante, as matérias-primas e os produtos acabados são processados em nossas próprias fábricas, para que possamos fornecer produtos da melhor qualidade e os preços mais amigáveis para lojas à prova de balas e particulares.
Horário da postagem: 18 de novembro de 2021