Bagaimana cara meningkatkan kinerja keramik anti peluru?

Meskipun keramik anti peluru tradisional telah meningkatkan efek anti pelurunya melalui penguatan tertentu, mereka masih memiliki beberapa kekurangan, seperti peningkatan ketangguhan material yang terkadang mengurangi kekuatan material. Selain itu, keramik anti peluru tradisional sulit untuk menahan benturan terus menerus, tidak dapat diperbaiki setelah benturan, sekali pakai, memiliki biaya tinggi, keandalan rendah, dan tidak memiliki kemampuan desain struktural yang baik.

Sebagai respons terhadap kekurangan-kekurangan ini, para peneliti mulai fokus pada penggabungan beberapa material anti peluru untuk membentuk material komposit anti peluru. Salah satu arah penelitian utama untuk keramik komposit anti peluru saat ini adalah menggabungkan serat berkinerja tinggi untuk membentuk material komposit keramik+polimer. Di bidang aplikasi anti peluru, keramik memiliki kekerasan yang cukup dan umumnya digunakan sebagai panel, sedangkan serat memiliki modulus dan ketangguhan yang tinggi dan dapat digunakan sebagai papan belakang untuk memanfaatkan keunggulan kedua material tersebut.

Kinerja anti peluru dari material komposit keramik+polimer dipengaruhi oleh ketebalan setiap lapisan material anti peluru. Dengan menggunakan metodologi permukaan respons dan metode analisis elemen hingga, pelat target komposit keramik+polimer yang dibentuk oleh serat aramid SiC-Al2O3 diperoleh. Penelitian menunjukkan bahwa ketika pelat target komposit ditembus oleh peluru, panel keramik menghilangkan energi melalui fragmentasi dan transmisi gelombang tegangan, sedangkan serat aramid terutama menghilangkan energi melalui tegangan serat, peregangan, dan patahan. Pada tingkat anti peluru komprehensif terbaik, ketebalan SiC, Al2O3, dan serat aramid masing-masing adalah 4,54 mm, 4,50 mm, dan 7,17 mm. Dibandingkan dengan kepadatan pelat target komposit asli dengan keramik silikon karbida setebal 3 mm, keramik alumina setebal 5 mm, dan serat aramid setebal 15 mm, kepadatan pelat target komposit berkurang sebesar 5,4 kg/m2, dan efek anti pelurunya juga meningkat secara signifikan.