จะปรับปรุงประสิทธิภาพของเซรามิกกันกระสุนได้อย่างไร?

แม้ว่าเซรามิกกันกระสุนแบบดั้งเดิมจะได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพในการกันกระสุนให้ดีขึ้นด้วยการเพิ่มความแข็งแรง แต่ก็ยังมีข้อเสียอยู่บ้าง เช่น การเพิ่มความเหนียวของวัสดุในขณะที่บางครั้งอาจลดความแข็งแรงของวัสดุลง นอกจากนี้ เซรามิกกันกระสุนแบบดั้งเดิมยังทนต่อแรงกระแทกต่อเนื่องได้ยาก ซ่อมแซมไม่ได้หลังการกระแทก เป็นแบบใช้แล้วทิ้ง มีราคาสูง ความน่าเชื่อถือต่ำ และไม่สามารถออกแบบโครงสร้างได้ดี

เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องเหล่านี้ นักวิจัยจึงเริ่มหันมาให้ความสนใจกับการผสมผสานวัสดุกันกระสุนหลายชนิดเข้าด้วยกันเพื่อสร้างวัสดุกันกระสุนคอมโพสิต หนึ่งในทิศทางการวิจัยหลักสำหรับเซรามิกคอมโพสิตกันกระสุนในปัจจุบันคือการผสมผสานเส้นใยประสิทธิภาพสูงเพื่อสร้างวัสดุคอมโพสิตเซรามิก+พอลิเมอร์ ในด้านการใช้งานกันกระสุน เซรามิกมีความแข็งเพียงพอและโดยทั่วไปจะใช้เป็นแผ่น ในขณะที่เส้นใยมีโมดูลัสและความเหนียวสูงและสามารถใช้เป็นแผ่นรองด้านหลังเพื่อใช้ประโยชน์จากข้อดีของวัสดุทั้งสองชนิด

ประสิทธิภาพการกันกระสุนของวัสดุคอมโพสิตเซรามิก+พอลิเมอร์ได้รับผลกระทบจากความหนาของแต่ละชั้นของวัสดุกันกระสุน โดยใช้ระเบียบวิธีพื้นผิวตอบสนองและวิธีวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด ได้มีการสร้างแผ่นเป้าหมายคอมโพสิตเซรามิก+พอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยเส้นใยอะรามิด SiC-Al2O3 งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าเมื่อแผ่นเป้าหมายคอมโพสิตถูกกระสุนเจาะ แผ่นเซรามิกจะกระจายพลังงานผ่านการแตกตัวและการส่งผ่านคลื่นความเครียด ในขณะที่เส้นใยอะรามิดจะกระจายพลังงานเป็นหลักผ่านแรงดึง การยืด และการแตกหักของเส้นใย ที่ประสิทธิภาพการกันกระสุนโดยรวมดีที่สุด ความหนาของ SiC, Al2O3 และเส้นใยอะรามิดคือ 4.54 มม., 4.50 มม. และ 7.17 มม. ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบกับความหนาแน่นของแผ่นเป้าหมายคอมโพสิตเดิมที่มีความหนา 3 มม. เซรามิกอลูมินาหนา 5 มม. และเส้นใยอะรามิดหนา 15 มม. ความหนาแน่นของแผ่นเป้าหมายคอมโพสิตลดลง 5.4 กก./ตร.ม. และประสิทธิภาพการกันกระสุนก็ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด