Кремний, добавленный в карбид бора, делает бронежилеты более ударопрочными.

Кремний, добавленный в карбид бора, делает бронежилеты более ударопрочными
Карбид бора — это материал, который обычно используется для изготовления пуленепробиваемых жилетов, а кремний добавляется в карбид бора, чтобы сделать бронежилеты более ударопрочными
Крупный план кристаллов карбида бора (Изображение: Техас Инженерный колледж A&M)
Исследование, проведенное исследователями Техасского университета A&M, было опубликовано в журнале Science Advances.
«Последние 12 лет исследователи искали способы снижения повреждений, вызванных воздействием высокоскоростных пуль на броню из карбида бора», — сказал Кельвин Ю. Се, к.т.н., доцент кафедры материаловедения и инженерии. . «Наша работа, наконец, направлена ​​на удовлетворение этой неудовлетворенной потребности и является шагом к разработке усовершенствованной бронежилеты, которая будет защищать от более мощных орудий в бою». Структура баллистической брони Описание
Первый синтетический ауксетический материал, который можно использовать для изготовления бронежилетов и спортивной одежды Анализ волос на наноразмерах может помочь в создании новых бронежилетов
Карбид бора называют «черным алмазом», а его твердость уступает только кубическому нитриду бора. В отличие от кубического гидрида бора, карбид бора, как говорят, легче производить в массовом порядке, чем другие материалы для брони, такие как карбид кремния, и он более жесткий и легкий, что делает его идеальным для пуленепробиваемых жилетов и других элементов брони.
По данным Техасского университета A&M, основным недостатком карбида бора является то, что он быстро разрушается при воздействии высокоскоростных ударов.
«Карбид бора действительно хорошо останавливает пули, движущиеся со скоростью 900 метров в секунду, поэтому он может эффективно останавливать большинство пистолетных пуль», — сказал Се в своем заявлении. «Но если эта критическая скорость превышена, карбид бора внезапно теряет свои баллистические характеристики, становится менее эффективным».
пуленепробиваемая броня
Ученым известно, что высокоскоростная вибрация вызывает фазовый переход карбида бора, при котором материал меняет свою внутреннюю структуру и одновременно принимает два или более физических состояния. Удар пули переводит атомы карбида бора из систематически упорядоченного кристаллического состояния в неупорядоченное стекловидное состояние. Это стеклообразное состояние ослабляет целостность материала в месте контакта пули с карбидом бора.
Се сказал: «Когда карбид бора претерпевает фазовый переход, стеклообразное состояние создает путь для распространения трещины. Поэтому любое локальное повреждение, вызванное ударом пули, может легко распространяться по всему материалу и вызывать все больший ущерб».
Предыдущая работа с использованием компьютерного моделирования предсказала, что добавление небольших количеств других элементов, таких как кремний, может сделать карбид бора менее хрупким. Се и его группа исследовали, снижает ли фазовый переход добавление небольшого количества кремния.