बुलेटप्रूफ सिरेमिक की कार्यक्षमता को कैसे बेहतर बनाया जा सकता है?

यद्यपि पारंपरिक बुलेटप्रूफ सिरेमिक को कुछ विशेष कठोरता प्रदान करके उनकी बुलेटप्रूफ क्षमता में सुधार किया गया है, फिर भी उनमें कुछ कमियाँ हैं, जैसे कि सामग्री की कठोरता में वृद्धि के बावजूद कभी-कभी उसकी मजबूती में कमी आना। इसके अलावा, पारंपरिक बुलेटप्रूफ सिरेमिक लगातार प्रभावों को सहन करने में असमर्थ होते हैं, प्रभाव के बाद उनकी मरम्मत नहीं की जा सकती, वे डिस्पोजेबल होते हैं, उनकी लागत अधिक होती है, विश्वसनीयता कम होती है और उनकी संरचनात्मक डिज़ाइन क्षमता अच्छी नहीं होती।

इन कमियों को दूर करने के लिए, शोधकर्ताओं ने कई बुलेटप्रूफ सामग्रियों को मिलाकर मिश्रित बुलेटप्रूफ सामग्री बनाने पर ध्यान केंद्रित करना शुरू कर दिया है। वर्तमान में बुलेटप्रूफ मिश्रित सिरेमिक के लिए प्रमुख अनुसंधान दिशाओं में से एक उच्च-प्रदर्शन वाले रेशों को मिलाकर सिरेमिक+पॉलिमर मिश्रित सामग्री बनाना है। बुलेटप्रूफ अनुप्रयोगों के क्षेत्र में, सिरेमिक पर्याप्त कठोरता रखते हैं और आमतौर पर पैनलों के रूप में उपयोग किए जाते हैं, जबकि रेशों में उच्च मापांक और मजबूती होती है और दोनों सामग्रियों के लाभों का उपयोग करते हुए बैकबोर्ड के रूप में इनका उपयोग किया जा सकता है।

सिरेमिक+पॉलिमर मिश्रित सामग्रियों का बुलेटप्रूफ प्रदर्शन बुलेटप्रूफ सामग्रियों की प्रत्येक परत की मोटाई से प्रभावित होता है। रिस्पॉन्स सरफेस मेथोडोलॉजी और फाइनाइट एलिमेंट एनालिसिस विधि का उपयोग करके, SiC-Al2O3 एरामिड फाइबर से निर्मित एक सिरेमिक+पॉलिमर मिश्रित लक्ष्य प्लेट प्राप्त की गई। शोध से पता चलता है कि जब मिश्रित लक्ष्य प्लेट में गोलियां प्रवेश करती हैं, तो सिरेमिक पैनल विखंडन और तनाव तरंग संचरण के माध्यम से ऊर्जा का क्षय करता है, जबकि एरामिड फाइबर मुख्य रूप से फाइबर तनाव, विस्तार और विखंडन के माध्यम से ऊर्जा का क्षय करते हैं। सर्वोत्तम व्यापक बुलेटप्रूफ प्रदर्शन के लिए, SiC, Al2O3 और एरामिड फाइबर की मोटाई क्रमशः 4.54 मिमी, 4.50 मिमी और 7.17 मिमी है। 3 मिमी मोटी सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक, 5 मिमी मोटी एल्यूमिना सिरेमिक और 15 मिमी मोटी एरामिड फाइबर से निर्मित मूल मिश्रित लक्ष्य प्लेट के घनत्व की तुलना में, मिश्रित लक्ष्य प्लेट का घनत्व 5.4 किलोग्राम/मीटर² कम हो जाता है, और बुलेटप्रूफ प्रभाव में भी उल्लेखनीय सुधार होता है।