Кремний улучшает свойства обычного материала бронежилетов

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.

Кремний улучшает бронежилет

«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. опубликовано econet.ru по материалам newatlas.com

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet