セラミックプレートの使用は、第一次世界大戦の終結後、ニューエルモンローホプキンス大佐が鋼の鎧をセラミック釉薬でコーティングするとその保護が大幅に強化されることを発見した1918年にさかのぼります。
セラミック材料の特性は早期に発見されましたが、軍事目的で使用されるようになるまでにそう長くはかかりませんでした。
セラミック製の鎧を最初に広く使用した国は旧ソビエト連邦であり、米軍はベトナム戦争中にそれを広く使用しましたが、セラミック製の鎧は、初期のコストと技術的な問題のために、近年、個人用保護具としてのみ登場しました。
実際、1980年に英国のボディアーマーにアルミナセラミックが使用され、1990年代に米軍が最初の真の「プラグインボード」SAPIを大量生産しました。これは当時の革新的な保護具でした。そのNIJIII保護基準は、歩兵を脅かす可能性のあるほとんどの弾丸を迎撃することができましたが、米軍はまだこれに満足していませんでした。ESAPIが誕生しました。
ESAPI
当時、ESAPIの保護はそれほどハックではなく、NIJIVレベルの保護により、ESAPIを際立たせ、無数の兵士の命を救いました。それがどのように行われるかは、おそらくあまり注目されていません。
ESAPIがどのように機能するかを理解するには、まずその構造を理解する必要があります。ほとんどの複合セラミック装甲は、構造用セラミックターゲット+金属/非金属バックターゲットであり、米軍のESAPIもこの構造を使用しています。
動作し、「経済的」である炭化ケイ素セラミックを使用する代わりに、米陸軍はESAPIに、より高価な炭化ホウ素セラミックを使用しました。バックプレーンでは、米軍はUHMW-PEを使用していましたが、これも当時は非常に高価でした。初期のUHMW-PEの価格は、BORONカーバイドの価格を上回っていました。
注：バッチとプロセスが異なるため、ケブラーは米軍によってバッキングプレートとしても使用される場合があります。
防弾セラミックの種類：
構造用セラミックとしても知られる防弾セラミックは、高硬度、高弾性率の特性を備えており、通常、セラミックボールの研削、セラミックフライス盤のヘッドなどの金属の摩耗に使用されます……。複合装甲では、セラミックが「弾頭破壊」の役割を果たすことがよくあります。ボディアーマーには多くの種類のセラミックがありますが、最も一般的に使用されるのは、アルミナセラミック（AI²O³）、炭化ケイ素セラミック（SiC）、炭化ホウ素セラミック（B4C）です。
それぞれの特徴は次のとおりです。
アルミナセラミックは密度が最も高いですが、硬度は比較的低く、加工しきい値は低く、価格は安くなっています。業界では純度が異なり、-85/90/95/99アルミナセラミックに分けられ、ラベルの純度が高く、硬度と価格が高くなっています
炭化ケイ素の密度は中程度で、同じ硬度は比較的中程度で、費用対効果の高いセラミックの構造に属しているため、ほとんどの家庭用ボディアーマーインサートは炭化ケイ素セラミックを使用します。
これらの種類のセラミックに含まれる炭化ホウ素セラミックは、密度が最も低く、強度が最も高く、その処理技術も非常に高い要件、高温高圧焼結であるため、価格も最も高価なセラミックです。
NIJグレードのⅲプレートを例にとると、アルミナセラミックインサートプレートの重量は、炭化ケイ素セラミックインサートプレートよりも200g〜300g多く、炭化ホウ素セラミックインサートプレートよりも400g〜500g多くなります。しかし、価格は炭化ケイ素セラミックインサートプレートの1/2と炭化ホウ素セラミックインサートプレートの1/6であるため、アルミナセラミックインサートプレートは最高のコスト性能を持ち、市場をリードする製品に属しています
金属防弾プレートと比較して、複合/セラミック防弾プレートには克服できない利点があります！
まず第一に、金属装甲は発射体によって均質な金属装甲にぶつかります。限界浸透速度付近では、ターゲットプレートの破壊モードは主に圧縮クレーターとせん断スラグであり、運動エネルギー消費は主に塑性変形とスラグによって引き起こされるせん断仕事に依存します。
セラミック複合装甲のエネルギー消費効率は、均質な金属装甲のエネルギー消費効率よりも明らかに高いです。
セラミックターゲットの反応は5つのプロセスに分けられます
1：弾丸の屋根が細かく砕かれ、弾頭が押しつぶされると目標のアクションエリアが広がり、セラミックプレートへの負荷が分散されます。
2：衝撃ゾーンのセラミックの表面に亀裂が現れ、衝撃ゾーンから外側に伸びます。
３：セラミック内部への衝撃ゾーン圧縮波面を伴う力場。その結果、セラミックが破壊され、発射体の周りの衝撃ゾーンから生成された粉末が飛び出す。
4：セラミックの裏側にひび割れがあり、放射状のひび割れに加えて、ひび割れがコーンに分布し、コーンに損傷が発生します。
5：コーン内のセラミックは、複雑な応力条件下で破片に分解されます。発射物がセラミック表面に衝突すると、運動エネルギーのほとんどがコーンの丸い底部の破壊に消費され、その直径は機械的特性と幾何学的寸法に依存します発射物およびセラミック材料の。
上記は、低速/中速の発射体でのセラミック装甲の応答特性です。つまり、発射体速度≤V50の応答特性。発射体の速度がV50を超えると、発射体とセラミックが互いに侵食され、鎧と発射体の両方が流体のように見えるメスコールクラッシュゾーンが作成されます。
バックプレーンが受ける衝撃は非常に複雑であり、プロセスは本質的に3次元であり、単層間およびこれらの隣接するファイバー層間での相互作用があります。
簡単に言えば、布の波から樹脂マトリックス、次に隣接する層への応力波、繊維の交差点へのひずみ波の反応、衝撃エネルギーの分散、樹脂マトリックス内の波の伝播、布地層および布地層の移動は、運動エネルギーを吸収する複合材料の能力を高める。亀裂の移動と伝播、および個々のファブリック層の分離によって引き起こされる移動は、大量の衝撃エネルギーを吸収する可能性があります。
複合セラミック装甲の貫入抵抗シミュレーション実験は、実験室で一般的に採用されており、ガスガンを用いて貫入実験を行っている。
近年、Linry Armorが防弾インサートのメーカーとして価格優位性を持っているのはなぜですか？2つの主な要因があります：
（1）エンジニアリングのニーズから、構造用セラミックの需要が非常に高いため、構造用セラミックの価格は非常に低くなっています[コストシェアリング]。
（2）製造業者として、原材料と完成品は自社の工場で処理されるため、防弾ショップや個人に最高品質の製品と最も手頃な価格を提供できます。
投稿時間：2021年11月18日