Le carbure de silicium (SiC) offre une protection balistique efficace contre diverses menaces. Il est efficace non seulement contre les balles, mais aussi contre les balles perforantes et les fragments à haute vitesse.
Les plaques de SiC offrent une excellente résistance chimique ainsi qu'une stabilité thermique et des taux de dilatation minimaux, ce qui en fait le matériau idéal pour les applications de blindage corporel.
Performance balistique
Les applications balistiques exigent des matériaux de blindage qui fracturent et érodent les projectiles avant qu'ils n'atteignent leurs cibles. Des études ont révélé que les matériaux à base de céramique peuvent le faire efficacement et qu'ils sont souvent plus légers que l'acier pour des niveaux de protection équivalents.
Au centre de cette invention se trouve un procédé permettant de siliconer une masse perméable ou une préforme composée de fibres de carbure de silicium en l'infiltrant avec un infiltrant de silicium fondu, plus communément appelé collage par réaction, pour des applications de moulage de céramiques aux dimensions précises.
Les exemples 4 et 5 démontrent que les carreaux composites de carbure de silicium liés par réaction issus de ce procédé possèdent d'excellentes propriétés balistiques, avec des valeurs V50 comprises entre 2649 pieds/s (avec une dispersion approximative de la vitesse de 74,5 pieds/s) pour des projectiles de 7,62 mm tirés à travers un éventail de vitesses de projectiles.
Résistance aux agents chimiques
Les plaques en carbure de silicium offrent une protection supérieure à celle d'autres matériaux de protection comme le Kevlar, qui se dégradent avec le temps. Comme les plaques en carbure de silicium résistent à la dégradation, elles restent intactes tout en protégeant les personnes qui les portent dans des environnements difficiles. C'est pourquoi les plaques de carbure de silicium sont souvent combinées à d'autres matériaux de protection pour constituer des systèmes de blindage corporel multi-menaces.
Les plaques balistiques sont également couramment utilisées dans la construction de boucliers balistiques et de barricades utilisés par les militaires et les forces de l'ordre dans les situations à haut risque pour se protéger contre les balles et les armes blanches, ce qui permet de sauver de nombreuses vies, tant au sein de l'armée que parmi les populations civiles.
Un corps en carbure de silicium lié par réaction (RBSC) peut être créé en attachant un tissu ou une préforme de carbone fibreux à la face arrière d'une préforme de corps d'armure contenant des particules de carbure de silicium et du carbone, puis en pulvérisant un infiltrant fondu contenant du silicium.
Isolation thermique
Le carbure de silicium (SiC) est l'une des céramiques non oxydées les plus dures, après le diamant et le nitrure de bore cubique. Le carbure de silicium présente des propriétés mécaniques supérieures, une résistance à l'oxydation, un faible coefficient de frottement, ainsi que de nombreuses autres caractéristiques impressionnantes.
Après avoir été frittés, les gilets pare-balles subissent des tests rigoureux pour évaluer leurs performances balistiques et leur durabilité. Il s'agit notamment de tirer divers projectiles à différentes vitesses pour évaluer l'efficacité du matériau à empêcher les balles de frapper le corps du porteur et à le protéger contre les blessures.
En outre, la norme de l'Institut national de la justice exige que les gilets pare-balles soient certifiés efficaces contre plusieurs tirs, ce qui garantit que les fabricants et les utilisateurs finaux peuvent compter sur leur sécurité. En outre, les efforts de recherche aboutissent à des gilets pare-balles multifonctionnels capables de s'auto-réparer et de présenter des caractéristiques d'isolation thermique.
Durabilité
Les gilets pare-balles en carbure de silicium sont des matériaux exceptionnels en raison de leur longévité par rapport aux matériaux plus traditionnels, ce qui signifie que les militaires et les forces de l'ordre resteront protégés le plus longtemps possible. La durabilité de ce matériau unique permet à son efficacité de perdurer dans le temps, garantissant aux troupes des deux armées une sécurité à long terme contre les menaces.
Des chercheurs ont récemment découvert que l'ajout d'une petite quantité de silicium au carbure de bore, un matériau souvent utilisé pour les équipements pare-balles, peut augmenter considérablement sa résistance aux impacts à grande vitesse. La céramique ainsi créée combine la dureté inégalée du silicium et la capacité du bore à absorber l'énergie au fil du temps, ce qui la rend beaucoup plus efficace.
Le composite de carbure de silicium lié par réaction (RBSC) offre une rétention de forme et de taille supérieure à celle du SiC pressé à chaud, ce qui en fait le meilleur choix pour les applications sensibles au poids. En outre, son rapport performance/poids surpasse celui de l'alumine d'aluminium sur les menaces de noyaux d'acier.
Poids
Le carbure de silicium, contrairement aux matériaux en acier lourd qui s'usent avec le temps, est relativement léger et permet donc aux porteurs de se déplacer plus librement tout en restant confortables, sans compromettre les capacités de protection.
Les gilets pare-balles composites en carbure de silicium liés par réaction (RBSC) peuvent conserver leur taille et leur forme de manière plus fiable que les céramiques monolithiques pressées à chaud et frittées, ce qui les rend particulièrement adaptés pour répondre aux normes du National Institute of Justice (NIJ), qui prévoient des protocoles d'essai rigoureux pour garantir la conformité. Cette caractéristique fait que les RBSC conviennent à la production de gilets pare-balles devant répondre à des exigences de performance telles que celles définies par le NIJ.
Le RBSC peut protéger contre un large éventail de menaces, depuis les balles AP à noyau d'acier et les balles perforantes jusqu'aux fragments à grande vitesse et aux agents chimiques, ce qui en fait le choix idéal pour ceux qui recherchent une protection durable et à long terme, capable de résister à de multiples attaques. En outre, sa structure légère présente une faible dilatation thermique, ce qui lui permet de résister aux impacts sans se déformer ou se fissurer sous l'effet de l'impact.
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