Aux yeux des gens, la céramique est fragile.Cependant, après un traitement technologique moderne, la céramique s'est « transformée », devenant un nouveau matériau dur et à haute résistance, en particulier dans le domaine des matériaux pare-balles dotés de propriétés physiques particulières, la céramique brille et devient un matériau pare-balles très populaire.
①Le principe pare-balles des matériaux céramiques
Le principe de base de la protection blindée est de consommer l’énergie du projectile, de le ralentir et de le rendre inoffensif.La plupart des matériaux d'ingénierie traditionnels, tels que les matériaux métalliques, absorbent de l'énergie par la déformation plastique de la structure, tandis que les matériaux céramiques absorbent l'énergie par le processus de micro-concassage.
Le processus d’absorption d’énergie des céramiques pare-balles peut être grossièrement divisé en trois étapes :
(1) Étape d'impact initiale : le projectile heurte la surface en céramique, rendant l'ogive émoussée et absorbant l'énergie pendant le processus d'écrasement et de formation de fragments petits et durs sur la surface en céramique ;
(2) Étape d'érosion : le projectile émoussé continue d'éroder la zone fragmentée, formant une couche continue de fragments de céramique ;
(3) Étapes de déformation, fissuration et fracture : Enfin, une contrainte de traction est générée dans la céramique, la faisant éclater.Par la suite, la plaque arrière se déforme et toute l'énergie restante est absorbée par la déformation du matériau de la plaque arrière.Lors du processus d'impact du projectile sur la céramique, le projectile et la céramique sont endommagés.
②Exigences relatives aux propriétés matérielles des céramiques pare-balles
En raison de la fragilité de la céramique elle-même, elle se fracture sous l’impact du projectile plutôt que par déformation plastique.Sous l’action d’une charge de traction, la fracture se produit d’abord dans les zones hétérogènes telles que les pores et les joints de grains.Par conséquent, afin de minimiser la concentration de contraintes microscopiques, les céramiques de blindage doivent être de haute qualité avec une faible porosité (jusqu'à 99 % de la valeur de densité théorique) et une structure à grains fins.
| Propriété | Impact sur les performances pare-balles |
| Densité | La qualité du système de blindage |
| Dureté | Le degré de dommage au projectile |
| Module d'élasticité | Transmission des ondes de stress |
| Intensité | Résistance aux coups multiples |
| Résistance à la rupture | Résistance aux coups multiples |
| Modèle de fracture | La capacité d'absorber l'énergie |
| Microstructure (taille des grains, deuxième phase, transition de phase ou amorphe (induit par contrainte), porosité) | Affecte toutes les performances décrites dans la colonne de gauche |
Propriétés des matériaux et leurs effets sur les propriétés pare-balles
La densité de la céramique en carbure de silicium est relativement faible, sa dureté est élevée et c'est une céramique structurelle rentable, c'est donc également la céramique pare-balles la plus largement utilisée en Chine.
Les céramiques au carbure de bore ont la densité la plus faible et la dureté la plus élevée parmi ces céramiques, mais en même temps, leurs exigences en matière de technologie de traitement sont également très élevées, nécessitant un frittage à haute température et haute pression, de sorte que le coût est également le plus élevé parmi ces trois céramiques.
Heure de publication : 22 novembre 2023