کاربید بور برای مواد بالستیک و ضد گلوله
خواص کلیدی برای استفاده بالستیک
- سختی شدید
سومین مادهی سخت شناخته شده (بعد از الماس و cBN)، با سختی حدود 30 تا 40 گیگاپاسکال (بسته به چگالی متفاوت است). این ماده به طور موثر پرتابهها را خرد، فرسایش و کند میکند .
- چگالی کم
چگالی ≈ ۲.۵۲ گرم بر سانتیمتر مکعب – بسیار سبکتر از آلومینا (Al₂O₃)، کاربید سیلیکون (SiC)، فولاد یا تیتانیوم.
برای زرههای سبک وزن و زرههای خودرو بسیار مهم است.
- مقاومت فشاری بالا
انرژی جنبشی را در اثر ضربه با سرعت بالا جذب میکند.
- پایداری شیمیایی
مقاوم در برابر خوردگی و دمای بالا.
محدودیتهای اصلی
- شکنندگی – مستعد شکستگی فاجعهبار در اثر ضربه شدید.
- **عملکرد پایینتر در برابر نفوذکنندههای با سرعت فوقالعاده بالا (بالاتر از حدود ۹۰۰ متر بر ثانیه) در مقایسه با برخی از سرامیکهای کامپوزیتی.
- هزینه بالاتر نسبت به آلومینا.
کاربردهای معمول
- صفحات زره بدن
صفحه اصلی سرامیکی برای نصب در کالیبرهای بالستیک سطح III+/IV موسسه ملی عدالت (NIJ) ، به ویژه برای استفاده نظامی و تاکتیکی که وزن بسیار مهم است.
- سرامیک کلاه ایمنی
زره سبک وزن برای کلاه ایمنی سربازان و نیروهای ویژه.
- زره خودرو و هواپیما
نفربرهای زرهی (APC)، هلیکوپترها و خودروهای نظامی که نیاز به کاهش وزن دارند.
- کامپوزیتهای شیشهای بالستیک
سیستمهای زرهی شفاف تقویتشده.
ساختار مشترک
کاربید بور تقریباً هرگز به تنهایی استفاده نمیشود .
همیشه به صورت کاشی سرامیکی + لایه پشتی کامپوزیت (معمولاً UHMWPE، آرامید/کولار یا فایبرگلاس) ساخته میشود :
- سرامیک: پرتابه را میشکند
- پشتیبان: انرژی باقیمانده را جذب کرده و قطعات را متوقف میکند
مقایسه با سایر سرامیکهای بالستیک
| مواد | تراکم | سختی | وزن | هزینه | کاربرد معمول |
|---|---|---|---|---|---|
| B₄C (کاربید بور) | ۲.۵۲~ | بسیار بالا | سبکترین | بالا | زره سبک وزن ممتاز، سطح IV |
| SiC (کاربید سیلیکون) | ۳.۲~ | بالا | متوسط | متوسط | زره نظامی عمومی |
| Al₂O₃ (آلومینا) | ۳.۹~ | متوسط | سنگینتر | کم | محافظت حساس به هزینه |