Làm thế nào để cải thiện hiệu suất của gốm chống đạn?

Mặc dù gốm chống đạn truyền thống đã được cải thiện hiệu quả chống đạn thông qua một số quá trình tôi luyện nhất định, nhưng chúng vẫn có một số nhược điểm, chẳng hạn như tăng độ bền vật liệu nhưng đôi khi lại làm giảm độ bền của vật liệu. Hơn nữa, gốm chống đạn truyền thống khó chịu được va đập liên tục, không thể sửa chữa sau va đập, dễ bị vứt bỏ, chi phí cao, độ tin cậy thấp và khả năng thiết kế kết cấu không tốt.

Để khắc phục những hạn chế này, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu tập trung vào việc kết hợp nhiều vật liệu chống đạn để tạo thành vật liệu chống đạn composite. Một trong những hướng nghiên cứu chính hiện nay về gốm composite chống đạn là kết hợp sợi hiệu suất cao để tạo thành vật liệu composite gốm + polymer. Trong lĩnh vực ứng dụng chống đạn, gốm có độ cứng vừa phải và thường được sử dụng làm tấm ốp, trong khi sợi có mô đun đàn hồi và độ dẻo dai cao, có thể được sử dụng làm tấm ốp lưng để tận dụng ưu điểm của cả hai vật liệu.

Hiệu suất chống đạn của vật liệu composite gốm + polyme bị ảnh hưởng bởi độ dày của từng lớp vật liệu chống đạn. Bằng cách sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng và phương pháp phân tích phần tử hữu hạn, một tấm bia composite gốm + polyme được tạo thành từ sợi aramid SiC-Al2O3 đã được tạo thành. Nghiên cứu cho thấy khi tấm bia composite bị đạn xuyên thủng, tấm gốm tiêu tán năng lượng thông qua sự phân mảnh và truyền sóng ứng suất, trong khi sợi aramid chủ yếu tiêu tán năng lượng thông qua độ căng, độ giãn và gãy của sợi. Ở khả năng chống đạn toàn diện tốt nhất, độ dày của sợi SiC, Al2O3 và aramid lần lượt là 4,54mm, 4,50mm và 7,17mm. So với mật độ tấm cào composite ban đầu của gốm silicon carbide dày 3mm, gốm alumina dày 5mm và sợi aramid dày 15mm, mật độ của tấm cào composite giảm 5,4kg/m2 và hiệu quả chống đạn cũng được cải thiện đáng kể.