Ballistiska plattor av kiselkarbid

Med en avancerad keramisk komposit av kiselkarbid tillverkad av UHMWPE ligger den här ballistiska plattan i framkant av pansarsystem som är utformade för att stoppa tunga hot. Denna sintrade kiseldioxid i fast fas erbjuder hög hårdhet, korrosionsbeständighet, värmestabilitet och elektrisk halvledningsförmåga - vilket gör denna ballistiska plattstomme till en av de främsta skyddslösningarna på marknaden idag.

Kiselkarbidplattor är ett oumbärligt material i många industriella miljöer på grund av deras hållbarhet och exceptionella termiska egenskaper, så den här guiden täcker allt du behöver veta om detta mångsidiga material.

Hårdhet

Kiselkarbid är ett av de hårdaste material som människan känner till och ligger i nivå med diamant och borkarbid när det gäller hårdhet. Detta gör det till ett utmärkt materialval för slitstarka komponenter samt pansar- och ballistiska skyddssystem, samtidigt som dess brottseghet och böjhållfasthet bidrar till att ge ett hållbart skydd mot slagskador.

Skyddsvästar som består av kiselkarbidplattor konstrueras ofta med hjälp av ett kompositmaterial som kombinerar keramik med andra element som bor eller aramidfibrer (Kevlar). Denna kombination förbättrar dess prestanda mot olika hot samtidigt som den förblir relativt lätt, vilket ger bättre rörlighet för bäraren och mindre trötthet under stridssituationer.

Kiselkarbid som används för att tillverka kroppsskydd genomgår vanligtvis en process som kallas sintring, där värme används för att smälta samman alla dess beståndsdelar tills de når full densitet och härdar och stärker dem så att de kan motstå höghastighetsstötar. Detta förbättrar också deras hårdhet och styrka - viktiga faktorer för att vara hållbara mot höghastighetsstötar. IPS erbjuder alla de viktigaste kiselkarbidprodukterna, inklusive balkar, batts och plattor som är utformade för att fungera tillförlitligt i utmanande miljöer. Dessa produkter har snäva dimensionstoleranser och överlägsen lastbärande kapacitet vid förhöjda temperaturer. Dessutom gör deras låga krypnivåer dem till ett utmärkt val för belastningar som kräver exceptionell motståndskraft mot termisk chock.

Termisk konduktivitet

Kiselkarbid har en enastående värmeledningsförmåga på 120 W/m*K, vilket ger effektiv värmeavledning. Dessutom gör den låga värmeutvidgningskoefficienten att den förblir strukturellt sund när den utsätts för extrema temperaturer eller påfrestningar, och den utmärkta kemikalie- och oxidationsbeständigheten skyddar den mot korrosion orsakad av syror.

På grund av sin tålighet, låga vikt och förmåga att skydda mot flera hot används polykarbonat ofta av brottsbekämpande myndigheter och säkerhetspersonal i högrisklägen. Dessa egenskaper gör det till det perfekta materialet för dessa användningsområden.

Dessutom kan det användas i fordonspansar för att skydda besättningsmedlemmar och passagerare mot ballistiska hot som kulor eller splitter, medan förstärkning av flygplan/helikoptrar hjälper till att förhindra att vrakdelar slungas ut under flygning.

Kiselkarbidplattor kan tillverkas genom flera processer, inklusive varmpressning, HIP och reaktionsbunden sintring. De kan tillverkas antingen porösa eller helt täta och finns i olika tjocklekar; förutom att de är sega och slitstarka kan de lätt skäras med en diamanttrådsslinga; dessutom är det lätt att svetsa för användning vid tillverkning av högpresterande kompositpansarsystem - en studie som genomfördes använde FEM-simuleringar mot 7,62×54 mm R B32 stålkärnprojektiler som rör sig upp till 850 m/s som experimentella data för att validera det använda materialet.

Styrka

Kiselkarbidplattor är kända för att vara exceptionellt tuffa och motståndskraftiga material som klarar även de tuffaste miljöerna. Deras tryckhållfasthet är högre än 300 MPa och de tål både höga temperaturer och tryckförhållanden - egenskaper som gör dem lämpliga för olika industriella och tekniska tillämpningar.

Plattorna, som ofta är tillverkade av keramik i kombination med andra material, t.ex. borkarbid eller polyeten med ultrahög molekylvikt (UHMWPE), är utformade för att skydda mot hot som kulor, splitter och ballistiska fragment - samtidigt som de bärs som skyddsvästar för att skydda soldater, poliser och annan säkerhetspersonal.

Kiselkarbid kan tillverkas med hjälp av olika processer, bland annat varmpressning, isostatisk pressning och reaktionsbunden sintring. Var och en av dessa processer producerar gröna kroppar som senare värms upp vid höga temperaturer för att bilda färdiga delar - de är exceptionellt hållbara och motståndskraftiga mot distorsion, vilket gör dem idealiska för både industriella och kommersiella miljöer.

Kiselkarbid har en utmärkt smältpunkt på över 2700degC och förblir strukturellt sund även vid dessa extrema temperaturer, vilket gör det till ett utmärkt materialval för högtemperaturmetallgjutning, värmeugnar och petrokemiska applikationer.

Hållbarhet

Kiselkarbid är ett extremt hårt och motståndskraftigt material med utmärkt slit- och korrosionsbeständighet. Kiselkarbid är en av de starkaste tekniska keramer som finns och kan också ge ballistiskt skydd som inlägg eller plattor i taktiska västar som bärs av militär personal, poliser eller säkerhetsstyrkor.

Dessa plattor består vanligtvis av kiselkarbidkeramik i kombination med andra material som borkarbid eller höghållfasta fibrer som aramid. Denna kombination ökar hållbarheten hos dessa keramer och gör dem lämpliga för ballistiska skyddsapplikationer. Mikrovågssintringstekniken har visat sig vara ovärderlig för snabba produktionstider och minskade tillverkningskostnader för dessa keramer.

SiC-plattornas termiska egenskaper är en annan betydande fördel, med hög värmeledningsförmåga och en låg termisk expansionskoefficient som gör dem motståndskraftiga mot termisk chock, vilket hjälper delarna att förbli starka under snabba uppvärmnings-/kylningscykler som annars skulle få dem att deformeras eller spricka.

Kiselkarbid är ett anpassningsbart material som kan tillverkas för att passa ett brett spektrum av applikationer. Materialets amorfa strukturer ger det extra styrka och motståndskraft jämfört med kristalliserade motsvarigheter som diamant. Dessutom sker en snabb värmeavledning via dessa amorfa strukturer, vilket ytterligare ökar hållbarheten hos detta mångsidiga material.