L'utilisation de plaques en céramique remonte à 1918, après la fin de la Première Guerre mondiale, lorsque le colonel Newell Monroe Hopkins a découvert que le revêtement d'une armure en acier avec une glaçure en céramique améliorerait considérablement sa protection.
Bien que les propriétés des matériaux céramiques aient été découvertes tôt, il ne fallut pas longtemps avant qu'ils ne soient utilisés à des fins militaires.
Les premiers pays à utiliser largement l'armure en céramique ont été l'ex-Union soviétique, et l'armée américaine l'a largement utilisée pendant la guerre du Vietnam, mais l'armure en céramique n'est apparue comme équipement de protection individuelle que ces dernières années en raison de problèmes de coût et de problèmes techniques.
En fait, la céramique d'alumine a été utilisée dans les gilets pare-balles au Royaume-Uni en 1980, et l'armée américaine a produit en série la première véritable "carte enfichable" SAPI dans les années 1990, qui était un équipement de protection révolutionnaire à l'époque.Sa norme de protection NIJIII pouvait intercepter la plupart des balles susceptibles de menacer l'infanterie, mais l'armée américaine n'en était toujours pas satisfaite.L'ESAPI est née.
ESAPI
À l'époque, la protection d'ESAPI n'était pas trop un hack, et le niveau de protection NIJIV l'a fait se démarquer et a sauvé la vie d'innombrables soldats.Comment il fait cela n'est probablement pas beaucoup d'attention.
Pour comprendre le fonctionnement d'ESAPI, nous devons d'abord comprendre sa structure.La plupart des armures en céramique composites sont une cible en céramique structurelle + une cible arrière en métal / non métallique, et l'ESAPI militaire américaine utilise également cette structure.
Au lieu d'utiliser une céramique au carbure de silicium qui fonctionne et est "économique", l'armée américaine a utilisé la céramique au carbure de bore plus chère pour ESAPI.Sur le fond de panier, l'armée américaine a utilisé UHMW-PE, qui était également extrêmement coûteux à l'époque.Le prix des premiers UHMW-PE dépassait même celui du carbure de BORE.
Remarque : en raison des différents lots et processus, le kevlar peut également être utilisé comme plaque de support par l'armée américaine.
Types de céramiques pare-balles :
Les céramiques pare-balles, également connues sous le nom de céramiques structurelles, ont une dureté élevée, des caractéristiques de module élevé, généralement utilisées pour l'abrasion des métaux, telles que le meulage de billes en céramique, la tête d'outil de fraisage en céramique …….Dans les armures composites, la céramique joue souvent le rôle de "destruction d'ogive".Il existe de nombreux types de céramiques dans les gilets pare-balles, les plus couramment utilisées sont les céramiques d'alumine (AI²O³), les céramiques de carbure de silicium (SiC), les céramiques de carbure de bore (B4C).
Leurs caractéristiques respectives sont :
Les céramiques d'alumine ont la densité la plus élevée, mais la dureté est relativement faible, le seuil de traitement est inférieur, le prix est moins cher.L'industrie a une pureté différente est divisée en céramiques d'alumine -85/90/95/99, son étiquette est plus pure, sa dureté et son prix sont plus élevés
La densité de carbure de silicium est modérée, la même dureté est relativement modérée, appartient à la structure de la céramique rentable, de sorte que la plupart des inserts de gilets pare-balles domestiques utiliseront de la céramique au carbure de silicium.
Céramiques au carbure de bore dans ces types de céramiques dans la plus faible densité, la plus haute résistance, et sa technologie de traitement est également très exigeante, frittage à haute température et haute pression, de sorte que son prix est également la céramique la plus chère.
Prenant l'exemple de la plaque ⅲ de qualité NIJ, bien que le poids de la plaque d'insertion en céramique d'alumine soit de 200 g à 300 g de plus que la plaque d'insertion en céramique au carbure de silicium et de 400 g à 500 g de plus que la plaque d'insertion en céramique au carbure de bore.Mais le prix est de 1/2 de la plaque d'insertion en céramique de carbure de silicium et de 1/6 de la plaque d'insertion en céramique de carbure de bore, de sorte que la plaque d'insertion en céramique d'alumine a les performances de coût les plus élevées et appartient aux produits leaders du marché
Par rapport à la plaque pare-balles en métal, la plaque pare-balles composite/céramique présente un avantage insurmontable !
Tout d'abord, l'armure métallique frappe l'armure métallique homogène par le projectile.Près de la vitesse de pénétration limite, le mode de défaillance de la plaque cible est principalement constitué de cratères de compression et de limaces de cisaillement, et la consommation d'énergie cinétique dépend principalement du travail de cisaillement causé par la déformation plastique et les limaces.
L'efficacité de la consommation d'énergie d'une armure composite céramique est évidemment supérieure à celle d'une armure métallique homogène.
La réaction de la cible céramique est divisée en cinq processus
1: le toit de la balle est brisé en petits morceaux et l'écrasement de l'ogive augmente la zone d'action cible, de manière à disperser la charge sur la plaque en céramique.
2 : des fissures apparaissent à la surface de la céramique dans la zone d'impact, et s'étendent vers l'extérieur de la zone d'impact.
3: Le champ de force avec le front d'onde de compression de la zone d'impact à l'intérieur de la céramique, de sorte que la céramique se brise, la poudre générée à partir de la zone d'impact autour du projectile s'envolant.
4 : fissures au dos de la céramique, en plus de quelques fissures radiales, fissures réparties dans un cône, des dommages se produiront dans le cône.
5: la céramique dans le cône est brisée en fragments dans des conditions de contrainte complexes, lorsque le projectile impacte la surface de la céramique, la majeure partie de l'énergie cinétique est consommée dans la destruction de la zone inférieure ronde du cône, son diamètre dépend des propriétés mécaniques et des dimensions géométriques du projectile et du matériau céramique.
Ce qui précède n'est que les caractéristiques de réponse de l'armure en céramique aux projectiles à vitesse faible/moyenne.À savoir, les caractéristiques de réponse de la vitesse du projectile ≤V50.Lorsque la vitesse du projectile est supérieure à V50, le projectile et la céramique s'érodent mutuellement, créant une zone d'écrasement de mescall où l'armure et le corps du projectile apparaissent sous forme de fluide.
L'impact reçu par le fond de panier est très complexe et le processus est de nature tridimensionnelle, avec des interactions entre les couches individuelles et à travers ces couches de fibres adjacentes.
En termes simples, l'onde de contrainte de l'onde de tissu à la matrice de résine puis à la couche adjacente, la réaction de l'onde de contrainte à l'intersection des fibres, entraînant la dispersion de l'énergie d'impact, la propagation des ondes dans la matrice de résine, la séparation des couche de tissu et la migration de la couche de tissu augmentent la capacité du composite à absorber l'énergie cinétique.La migration causée par le déplacement et la propagation des fissures et la séparation des couches de tissu individuelles peuvent absorber une grande quantité d'énergie d'impact.
Pour l'expérience de simulation de résistance à la pénétration d'une armure en céramique composite, l'expérience de simulation est généralement adoptée en laboratoire, c'est-à-dire que le pistolet à gaz est utilisé pour effectuer l'expérience de pénétration.
Pourquoi Linry Armor a-t-il eu un avantage de prix en tant que fabricant d'inserts pare-balles ces dernières années ?Il y a deux facteurs principaux :
(1) En raison des besoins d'ingénierie, il existe une forte demande de céramique structurelle, de sorte que le prix de la céramique structurelle est très bas [partage des coûts].
(2) En tant que fabricant, les matières premières et les produits finis sont traités dans nos propres usines, afin que nous puissions fournir les meilleurs produits de qualité et les prix les plus avantageux pour les magasins et les particuliers à l'épreuve des balles.
Heure de publication : 18 novembre 2021