Кремний улучшает свойства обычного материала бронежилетов

Источник «ECONET» / фото - «econet.ua» 25.01.2020 12:01

Исследователи из Техасского университета A&M установили, что добавление кремния к материалу, используемому для изготовления бронежилетов, может сделать его более устойчивым к огнестрельному оружию.

Бронежилет может быть разных форм, из разных материалов, имеющих разные сильные и слабые стороны. Один из инженеров часто обращается к карбиду бора, также известному как «черный алмаз» из-за невероятной твердости и легкости, что делает его очень подходящим для баллистических жилетов. Ученые из Техасского университета A&M нашли способ улучшить его и без того впечатляющие способности, добавив немного кремния в смесь, чтобы она могла противостоять пулям, летящим с еще более высокими скоростями.

«Карбид бора действительно хорош для остановки пуль, движущихся со скоростью менее 900 метров в секунду, и поэтому он может довольно эффективно блокировать пули от большинства пистолетов», - говорит Кельвин Се, доцент кафедры материаловедения и инженерии. «Но выше этой критической скорости карбид бора внезапно теряет свои баллистические характеристики и становится не таким эффективным».

Когда броня из карбида бора сталкивается с высокоскоростными снарядами, это приводит к тому, что ученые называют фазовым превращением. Это изменяет внутреннюю структуру материала, превращая аккуратно расположенные кристаллические структуры в подобную стеклу фазу, где атомы вместо этого повсюду.

«Когда карбид бора претерпевает фазовое превращение, стеклообразная фаза создает путь для распространения трещин», - говорит Се. «Таким образом, любой локальный ущерб, вызванный ударом пули, легко распространяется по всему материалу и наносит все больший ущерб».

Более ранние исследования показали, что добавление небольшого количества другого элемента может устранить этот недостаток в броне из карбида бора, поэтому Се и его команда подвергли эту теорию проверке с использованием кремния. Они произвели карбид бора с небольшим количеством элемента, а затем провели несколько экспериментов, чтобы увидеть, как это происходит.

Команда использовала алмазные наконечники для имитации ударов высокоскоростной пули, пробивания вмятин в материале и последующего использования мощного электронного микроскопа для оценки ущерба. Даже при таком небольшом количестве кремния материал выдерживал удары гораздо эффективнее, а ученые наблюдали 30% снижение фазового превращения и, как следствие, меньшее общего повреждения.

«Как и в кулинарии, когда небольшое количество специй может значительно улучшить вкус, используя небольшое количество кремния, мы можем значительно улучшить свойства карбида бора и, следовательно, найти новые применения для этих сверхтвердых материалов», - говорит Се.

Команда надеется провести дальнейшие эксперименты, чтобы увидеть, могут ли другие элементы, такие как литий или алюминий, также быть введены для повышения эффективности брони.

Новость на сайте «ECONET» / Интересные / 2020-01-25T12:01:00+03:00 / 432

Другие новости / Интересные

Интересные