В последние десятилетия керамические материалы находят всё большее применение в составе композитной брони для защиты личного состава и военной техники. Это обусловлено комплексом уникальных свойств керамических материалов – низкой плотностью (в 2 – 3 раза ниже, чем у стали), высокой твёрдостью (в 1,5 раза выше, чем у стали), высоким модулем упругости, достаточной прочностью, для отдельных видов брони – радиопрозрачностью. Причём наиболее успешно по сравнению с металлами керамика используется для
бронезащиты от наиболее тяжёлых видов воздействия – бронебойных пуль и снарядов. Так, например стандартная толщина стальной брони от калибра 7,62мм.составляет 15,5мм. и, соответственно, вес одного кв.метра такой брони (поверхностная плотность) составляет 15,5мм.х 7,8г/см куб. = 121кг/м.кв., в то время как при толщине в 9мм. корундовой керамики АЛ1 поверхностная плотность композита составляет 40кг/м.кв., т.е. в три раза легче.
Выполняя роль дробяще-отклоняющего слоя в составе композитной брони, керамические материалы позволяют снизить её вес и повысить эффективность бронезащиты. Повышение эффективности композитной брони с использованием керамических материалов во многом обусловлено оптимальным сочетанием дробящего керамического слоя и энергопоглощающей подложки из полиматериалов – стали, алюминия, титана, стекло- и органопластиков (рис. 1).
Высокотвёрдая преграда конечной толщины во время дробления сердечника разрушается сама. Область разрушения может иметь различную форму: цилиндр, усечённый конус и т.п. После разрушения преграды продолжает двигаться не пуля массой М и скоростью V, а поток осколков пули и брони массой Мф и средней скоростью Vф. Особенность данного явления в том, что кинетическая энергия потока осколков Еф меньше, чем кинетическая энергия пули Е.
Величина Мф определяется объёмом разрушенной зоны, которая обычно имеет форму усечённого конуса с углом при вершине 2α. Масса дробящего слоя, вовлечённая в движение потока осколков, зависит от радиуса пули R и величины угла α.
Таким образом, дробящий эффект заключается в рассредоточении усилий, воспринимаемого бронёй, на большую площадь контакта, а также в поглощении части энергии пули за счёт разрушения преграды и вовлечения разрушенного объёма дробящего слоя в движение. Кинетическая энергия потока осколков в этом случае меньше исходной энергии пули на величину ∆Е = Е – Еф.
Систематические исследования А.Б. Синани, Г.С. Пугачёва показали, что в общем балансе энергии, затраченной на пробитие пластины из керамики, собственно процесс её хрупкого фрагментирования составляет 2 – 3%, остальное связано с кинетической энергией разлетающихся осколков (40 – 45%) и деформированием ударника (45 – 50%). Несмотря на малую долю энергии, связанной с разрушением самой преграды, именно её свойства во многом определяют протекание процесса пробития.
Из анализа результатов многочисленных экспериментов следует, что чем больше твёрдость, модуль упругости и прочность керамики, тем более эффективно происходит разрушение пули.
Впервые требования к пригодности материала в качестве бронезащитного были предложены Ж.Ж. Стиглицем в виде эмпирического критерия М = ЕНк/ρ, где Е – модуль упругости, Нк – твёрдость по Кнупу, ρ – плотность. При этом им были сделаны следующие ограничения по свойствам: Е – не менее 280 ГПа, Нк – не менее 20 ГПа и ρ – не более 3000 кг/м². в наибольшей мере этому критерию и свойствам удовлетворяют материалы таблицы1.
Таблица 1.
Материал
Свойства
Ρ, кг/м³
Нк, ГПа
σр, МПа
Е, ГПа
Т, К
М, ГПа²м³
Карбид бора горячепрессованный
2500
30
300
450
3300
5,4
Оксид алюминия спечённый
39003800
1816
370350
390340
2320
1,91,8
Диборид титана горячепрессованный
4500
33
350
570
3400
4,2
Карбид кремния самосвязанный
3120
21
200
410
3300
2,8
Сталь
7800
3,5
3000
210
1950
0,1
С увеличением параметра М ударостойкость керамики возрастает. Более резкую зависимость от параметра К1с демонстрирует расчётный критерий способности керамических бронезащитных материалов к рассеянию и поглощению кинетической энергии ударника (Д), предложенный В.С. Нешпором, Г.П. Зайцевым, А.Л. Майстренко.
Д = 0,36НvClЕ/ К1с² , где (2)
Нv – твёрдость по Виккерсу, ГПа;
Cl – скорость распространения акустических волн, м/с;
Используя полученную зависимость, авторы расчётным путём определили группу керамических материалов, перспективных для использования в качестве ударостойких преград (таблица2).
Таблица 2.
Физико-механические свойства некоторых ударостойких керамик
Состав керамики
Р, г/см³
Сl·10ˉ ³, м/с
Е, ГПа
Нv, ГПа
НR, HRA
К1с, МПа·м½.
Д·10ˉ¹², сˉ¹
β-BN
3,40
15,6
830
45
_
4,1
12,4
AlB12
2,60
12,5
405
37
94
2,8
8,6
B4C
2,47
13,0
415
39
96
3,3
6,9
CaB6
2,32
11,0
325
26
90
2,7
4,8
AlN
3,27
9,3
280
15
91
1,7
4,5
Al2O3AЛ 1
3,85
9,7
360
16,0
88
3,4
1,7
Наряду с перспективными, но достаточно экзотичными материалами типа додекаборид алюминия, гексаборид кальция, кубический нитрид бора, в таблице 2 представлены наиболее широко применяемые бронекерамики на основе карбидов бора и кремния, оксида алюминия.
Вопрос выбора того или иного керамического материала в составе композита для бронезащиты наряду с техническими и технологическими качествами изделий из этого материала (способность противостоять искомому воздействию, форма и размеры конструкционной сборки), предполагает также и стоимость бронезащиты.
Для сравнения массогабаритных характеристик, эквивалентных по своей эффективности материалов, Синани и сотр. установлена зависимость:
Pi = Po√ρki/ρko ; hi = ho√ρko/ρki (3)
Где Pi = ρki· hi, Po = ρko· ho – поверхностные плотности данного материала и материала выбранного в качестве эталонного; hi, ho – толщины этих материалов.
Из выражений (3) следует, что материалы с меньшей плотностью дают выигрыш по массе, но имеют большие габаритные размеры. Например, если в качестве эталонного взять широко распространённый карбид бора плотностью ρko = 2,4 г/см³, толщиной ho = 8 мм, поверхностной плотностью Po = 1,9 г/см², то эквивалентная по стойкости ему пластина из корунда плотностью ρk1 = 3,9 г/см³ должна иметь толщину hk1 = 6,3 мм и поверхностную плотность P1 = 2,4 г/см², а из SiC 6,9 мм и 2,2 г/см².
Сравнительные технико-экономические показатели различных керамических бронематериалов представлены в таблице 3.
Таблица 3
Сравнительно технико-экономические показатели различных керамических бронематериалов.
Материал
Плотностьг/см³
СтоимостьСырьяруб./кг
Стоимость изделий руб./кг
Эквивалент. поверхност. плотность кг/м²
Цена втыс. руб за м²
Соотношение цен
Карбид бора
2,5
600
12000
19
228
9,5
Карбид кремния
3,2
120
5000
22
110
4,6
Корунд
3,9
25
1000
24
24
1,0
Таким образом, по соотношению «цена : качество» корундовый материал является оптимальным, с чем и связан значительный объём его применения в бронезащитных композициях.
Это объясняется, прежде всего, доступностью сырья (бокситы), хорошо отработанной технологией получения глинозёма – исходного материала для корундовой керамики, позволяющей получать десятки тысяч тонн этого материала. Тем не менее для получения качественного материала используют только малощелочные глинозёмы с высоким содержанием α-формы Al2O3-корунда (не менее 95%). Помимо дешевизны относительно карбидов бора и кремния исходного сырья, сама технология более экономична и доступна, прежде всего с точки зрения энергетики. Кроме того, технология позволяет обеспечить автоматизацию процессов прессования при значительных объёмах и непрерывность процесса обжига. Возможность легирования оксида алюминия различными неорганическими добавками позволяет направленно регулировать физико-механические свойства сплавов в широком диапазоне, при этом варьируя и технологические параметры процесса получения материала, оптимизируя их по затратам. Крупнейшие западные фирмы-производители «Етек», «Морган Матрок», «Курс-Тек» и др. имеют достаточно стандартный набор корундовых керамик для бронезащиты в зависимости от вида воздействия (таблица 4).Обращает на себя внимание достаточно широкий диапазон плотности и твёрдости выпускаемых корундовых материалов, что характерно для западных фирм.
В отечественной практике, как правило, применяли корундовые материалы, ранее разрабатываемые для задач электронной промышленности (типа ВК-94-1).
Таблица 4.
Свойства керамических бронематериалов марки Cera shield фирмы Coors Tek.
Свойства
Ед. измерения
АД 90
Z-Plus 94
АД-96
Fσ-98
CAP 4
CAP 3
Содержание оксида алюминия
%
90
94
96
98
98,5
99,5
Плотность
г/см³
3,60
3,70
3,72
3,80
3,80
3,90
Прочность при изгибе
МПа
338
352
358
375
375
379
Модуль упругости
ГПа
276
303
303
350
350
370
Коэффициент Пуассона
0,22
0,21
0,21
0,22
0,22
0,22
Прочность при сжатии
МПа
2482
2103
2068
2500
2500
2600
Твёрдость
ГПа Кнупп 1000гр
10,4
11,5
11,5
13,7
13,7
14,1
Роквелл 4N
75
78
78
82
82
83
Вязкость разрушения
МПа·м½
3 – 4
4 – 5
4 – 5
4 – 5
4 – 5
4 – 5
ООО «АЛОКС» организовано технологами-материаловедами, имеющими многолетний опыт разработок в отраслевой науке и освоения производства специальных керамических материалов и изделий на их основе. На базе отечественных материалов и оборудования разработана технология и освоено производство изделий из корундовой керамики различного назначения, в том числе именно для задач бронезащиты. Регулируя состав и технологические параметры процессов помола, формования и спекания была достигнута возможность регулирования микроструктуры и свойств корундовых материалов, что позволило дифференцировать их по свойствам (плотности, твёрдости, вязкости разрушения, прочности), ( табл.5) технологичности и оптимизировать их применение в составе композитов с различными подложками. Впервые была показана возможность использования полученных корундовых материалов в составе радиопрозрачной брони для защиты антенных конструкций.
Таблица 5
Корундовые материалы ООО «Алокс»
Свойства
Ед. изм.
АЛ 1
АЛ 2
АЛ 3
АЛ 1 М
Содержание Al2O3
%
97,0
95,0
94,0
95,0
Плотность
г/см³
3,85
3,85
3,70
3,91
Пористость открытая
%
0
0
0
0
Модуль упругости
ГПа
340
350
310
375
Скорость звука
м/с
9600
9650
9300
9800
Твёрдость
HV
15,0
15,5
14,2
18,0
HRA
89
89
88
90
Прочность при:- изгибе-сжатии
МПа
250
280
300
400
1500
1680
1800
2100
Вязкость разрушения
МПа·м½
3,8
4,0
4,2
5,6
Анализируя физико-механические свойства отечественных и импортных образцов (таблица 4,5), можно отметить их близость, что также подтверждает и опыт проведения сравнительных баллистических испытаний образцов как у нас в стране, так и за рубежом.
Согласно методике НИИ стали при определении баллистических свойств материала учитывают число волновых пробегов до разрушения, характерного для конкретного материала при воздействии пули Б-32 со штатными скоростями. По данным И. А. Беспалова (табл.6) отечественные корундовые материалы в основном близки по качеству зарубежным аналогам.
Таблица 6
Баллистические свойства некоторых керамических материалов на основе корунда
Производитель, год выпуска
Число волновых пробегов до разрушения
«Gumi», Индия, 2008
22,0
АЛ1М «АЛОКС» 2011
21,0
АЛ1 «АЛОКС» 2011
17,1
АЛ3 «АЛОКС»2011
16,5
«Barat», Германия, 2008
15,1
«ОНПП «Технология», г.Обнинск, 2006
15,2
«Прогресс», г. Ухта, 2006
14,7
«НЭВЗ-Союз», г. Новосибирск, 2008
12,2
С 2000 г. взамен бронежилета 6Б5 на основе карбида бора на вооружение Российской армии была принята модель 6Б13 разработки НПФ «Техинком», которая предназначена для защиты по 6А классу по ГОСТ Р 50744-95 и стандарту министерства юстиции США NIJ 01.01.04. Жилет снабжён грудной и спинной бронепанелями «Гранит-4» массой 3,1 кг площадью 7,5 дм² (рис. 2).
Панели «Гранит-4» представляют собой мозаику из корундовых плит материала АЛ1 компании «АЛОКС» размером 50х50х9 R (410,265), напрессованную на подложку из арамидной ткани «Русар».
Сравнение эксплуатационных характеристик отечественного бронежилета 6Б43 с самым современным бронежилетом армии США модели IOTV , боевая эксплуатация которого начата в 2010 году, показало, что отечественный бронежилет при близких масса –габаритных параметрах обладает большей пробивной устойчивостью, в том числе и к бронебойно-зажигательным боеприпасам.(рис.3) При этом следует учесть , что импортный бронеблок состоит из дорогостоящих карбида бора и специальных волокон из полиэтилена.
Компания «АЛОКС», имеет стабильный опыт применения своей продукции для задач защиты по 6а классу по ГОСТ Р 50744-95(СВД, 7,62 мм ,Б32,10 м) , NIJ(США) и DIN(ФРГ) в составе композитов «керамика-сталь» , «керамика-алюминий» , «керамика- органо-и стеклопластики»
. Для сравнения, 6а класс защиты достигается при толщине бронестали 15,5 мм и при поверхностной плотности 121 кг в кв.метре , в то время как керамика АЛ1 в толщине 9 мм в составе композита обеспечивает поверхностную плотность всего 41 кг на кв.метр, т.е. в 3 раза легче. Этот эффект еще больше возрастает при увеличении калибров ударника и его твердости.
Наряду с традиционно рименяемыми пластинами той или иной формы, для вышения живучести блока может быть использована т.н. «дискретная броня», в которой керамические сфероцилиндры закреплены в пластичную органическую матрицу.
Это позволяет при повышении в 4-5 раз живучести, изготавливать конструкции сложного профиля. Новый ассортимент керамических изделий успешно испытан и находится в стадии освоения.(Рис.4)
Это подтверждено также многолетним опытом поставок керамических пластин разных форм и размеров для защиты техники по стандарту STANAG 4565 (3и4 уровни). Ассортимент выпускаемых защитных элементов разнообразен и зависит от требований заказчика по качеству и точности изготовления. Более 20 лет стабильна потребность в пластинах 50х50 мм, толщиной от 6 до 12 мм, чаще всего арочного типа с радиусом изгиба 265 и 410 мм, пластинах 100х100х14,5 мм, в т.ч. фасонного профиля. Этот ассортимент изделий составляет с 2004 года от 7 до 10 тонн ежегодно и поставляется в рамках государственных контрактов под контролем представительства заказчика Объем поставок в рамках поисковых работ по НИР и ОКР с рядом заинтересованных в 2011 году составил 5 тонн. Полученные положительные результаты применения керамик компании ,,АЛОКС,, позволяют прогнозировать увеличение объема поставок в 2012 году на 50-70%,а в 2013- 2014 гг. в 2-3 раза.
Существующие мощности фирмы позволяют увеличить объемы производства защитной керамики (в зависимости от ассортимента) до 50 тонн в год.
Перспективным и уникальным является разработанный керамический материал, который наряду
с защитными свойствами, обладает радиопрозрачностью, что делает его перспективным для защиты антенных конструкций.
Технологический опыт и технические возможности компании позволяют также изготавливать изделия сложной формы и высокой точности, такие, например, как нитепроводники для химических волокон и проволоки (рис.5),сопла для распыления ядохимикатов ( рис.6) 00000000000,детали нефтяной и химической арматуры. Этот ассортимент изделий из корундовой керамики ранее был широко востребован и при экономической целесообразности может быть восстановлен. Также компания «АЛОКС», всегда готова к освоению новых видов продукции.
Корундовая бронекерамика:опыт производства и применения
Г.П. ЗАЙЦЕВ компания «АЛОКС» С.Петербург.
В последние десятилетия керамические материалы находят всё большее применение в составе композитной брони для защиты личного состава и военной техники. Это обусловлено комплексом уникальных свойств керамических материалов – низкой плотностью (в 2 – 3 раза ниже, чем у стали), высокой твёрдостью (в 1,5 раза выше, чем у стали), высоким модулем упругости, достаточной прочностью, для отдельных видов брони – радиопрозрачностью. Причём наиболее успешно по сравнению с металлами керамика используется для
бронезащиты от наиболее тяжёлых видов воздействия – бронебойных пуль и снарядов. Так, например стандартная толщина стальной брони от калибра 7,62мм.составляет 15,5мм. и, соответственно, вес одного кв.метра такой брони (поверхностная плотность) составляет 15,5мм.х 7,8г/см куб. = 121кг/м.кв., в то время как при толщине в 9мм. корундовой керамики АЛ1 поверхностная плотность композита составляет 40кг/м.кв., т.е. в три раза легче.
Выполняя роль дробяще-отклоняющего слоя в составе композитной брони, керамические материалы позволяют снизить её вес и повысить эффективность бронезащиты. Повышение эффективности композитной брони с использованием керамических материалов во многом обусловлено оптимальным сочетанием дробящего керамического слоя и энергопоглощающей подложки из полиматериалов – стали, алюминия, титана, стекло- и органопластиков (рис. 1).
Высокотвёрдая преграда конечной толщины во время дробления сердечника разрушается сама. Область разрушения может иметь различную форму: цилиндр, усечённый конус и т.п. После разрушения преграды продолжает двигаться не пуля массой М и скоростью V, а поток осколков пули и брони массой Мф и средней скоростью Vф. Особенность данного явления в том, что кинетическая энергия потока осколков Еф меньше, чем кинетическая энергия пули Е.
Величина Мф определяется объёмом разрушенной зоны, которая обычно имеет форму усечённого конуса с углом при вершине 2α. Масса дробящего слоя, вовлечённая в движение потока осколков, зависит от радиуса пули R и величины угла α.
Таким образом, дробящий эффект заключается в рассредоточении усилий, воспринимаемого бронёй, на большую площадь контакта, а также в поглощении части энергии пули за счёт разрушения преграды и вовлечения разрушенного объёма дробящего слоя в движение. Кинетическая энергия потока осколков в этом случае меньше исходной энергии пули на величину ∆Е = Е – Еф.
Систематические исследования А.Б. Синани, Г.С. Пугачёва показали, что в общем балансе энергии, затраченной на пробитие пластины из керамики, собственно процесс её хрупкого фрагментирования составляет 2 – 3%, остальное связано с кинетической энергией разлетающихся осколков (40 – 45%) и деформированием ударника (45 – 50%). Несмотря на малую долю энергии, связанной с разрушением самой преграды, именно её свойства во многом определяют протекание процесса пробития.
Из анализа результатов многочисленных экспериментов следует, что чем больше твёрдость, модуль упругости и прочность керамики, тем более эффективно происходит разрушение пули.
Впервые требования к пригодности материала в качестве бронезащитного были предложены Ж.Ж. Стиглицем в виде эмпирического критерия М = ЕНк/ρ, где Е – модуль упругости, Нк – твёрдость по Кнупу, ρ – плотность. При этом им были сделаны следующие ограничения по свойствам: Е – не менее 280 ГПа, Нк – не менее 20 ГПа и ρ – не более 3000 кг/м². в наибольшей мере этому критерию и свойствам удовлетворяют материалы таблицы1.
Таблица 1.
С увеличением параметра М ударостойкость керамики возрастает. Более резкую зависимость от параметра К1с демонстрирует расчётный критерий способности керамических бронезащитных материалов к рассеянию и поглощению кинетической энергии ударника (Д), предложенный В.С. Нешпором, Г.П. Зайцевым, А.Л. Майстренко.
Д = 0,36НvClЕ/ К1с² , где (2)
Нv – твёрдость по Виккерсу, ГПа;
Cl – скорость распространения акустических волн, м/с;
Е – модуль упругости, ГПа;
К1с – критический коэффициент интенсивности напряжений МПа·м½.
Используя полученную зависимость, авторы расчётным путём определили группу керамических материалов, перспективных для использования в качестве ударостойких преград (таблица2).
Таблица 2.
Физико-механические свойства некоторых ударостойких керамик
Наряду с перспективными, но достаточно экзотичными материалами типа додекаборид алюминия, гексаборид кальция, кубический нитрид бора, в таблице 2 представлены наиболее широко применяемые бронекерамики на основе карбидов бора и кремния, оксида алюминия.
Вопрос выбора того или иного керамического материала в составе композита для бронезащиты наряду с техническими и технологическими качествами изделий из этого материала (способность противостоять искомому воздействию, форма и размеры конструкционной сборки), предполагает также и стоимость бронезащиты.
Для сравнения массогабаритных характеристик, эквивалентных по своей эффективности материалов, Синани и сотр. установлена зависимость:
Pi = Po√ρki/ρko ; hi = ho√ρko/ρki (3)
Где Pi = ρki· hi, Po = ρko· ho – поверхностные плотности данного материала и материала выбранного в качестве эталонного; hi, ho – толщины этих материалов.
Из выражений (3) следует, что материалы с меньшей плотностью дают выигрыш по массе, но имеют большие габаритные размеры. Например, если в качестве эталонного взять широко распространённый карбид бора плотностью ρko = 2,4 г/см³, толщиной ho = 8 мм, поверхностной плотностью Po = 1,9 г/см², то эквивалентная по стойкости ему пластина из корунда плотностью ρk1 = 3,9 г/см³ должна иметь толщину hk1 = 6,3 мм и поверхностную плотность P1 = 2,4 г/см², а из SiC 6,9 мм и 2,2 г/см².
Сравнительные технико-экономические показатели различных керамических бронематериалов представлены в таблице 3.
Таблица 3
Сравнительно технико-экономические показатели различных керамических бронематериалов.
Таким образом, по соотношению «цена : качество» корундовый материал является оптимальным, с чем и связан значительный объём его применения в бронезащитных композициях.
Это объясняется, прежде всего, доступностью сырья (бокситы), хорошо отработанной технологией получения глинозёма – исходного материала для корундовой керамики, позволяющей получать десятки тысяч тонн этого материала. Тем не менее для получения качественного материала используют только малощелочные глинозёмы с высоким содержанием α-формы Al2O3-корунда (не менее 95%). Помимо дешевизны относительно карбидов бора и кремния исходного сырья, сама технология более экономична и доступна, прежде всего с точки зрения энергетики. Кроме того, технология позволяет обеспечить автоматизацию процессов прессования при значительных объёмах и непрерывность процесса обжига. Возможность легирования оксида алюминия различными неорганическими добавками позволяет направленно регулировать физико-механические свойства сплавов в широком диапазоне, при этом варьируя и технологические параметры процесса получения материала, оптимизируя их по затратам. Крупнейшие западные фирмы-производители «Етек», «Морган Матрок», «Курс-Тек» и др. имеют достаточно стандартный набор корундовых керамик для бронезащиты в зависимости от вида воздействия (таблица 4).Обращает на себя внимание достаточно широкий диапазон плотности и твёрдости выпускаемых корундовых материалов, что характерно для западных фирм.
В отечественной практике, как правило, применяли корундовые материалы, ранее разрабатываемые для задач электронной промышленности (типа ВК-94-1).
Таблица 4.
Свойства керамических бронематериалов марки Cera shield фирмы Coors Tek.
ООО «АЛОКС» организовано технологами-материаловедами, имеющими многолетний опыт разработок в отраслевой науке и освоения производства специальных керамических материалов и изделий на их основе. На базе отечественных материалов и оборудования разработана технология и освоено производство изделий из корундовой керамики различного назначения, в том числе именно для задач бронезащиты. Регулируя состав и технологические параметры процессов помола, формования и спекания была достигнута возможность регулирования микроструктуры и свойств корундовых материалов, что позволило дифференцировать их по свойствам (плотности, твёрдости, вязкости разрушения, прочности), ( табл.5) технологичности и оптимизировать их применение в составе композитов с различными подложками. Впервые была показана возможность использования полученных корундовых материалов в составе радиопрозрачной брони для защиты антенных конструкций.
Таблица 5
Корундовые материалы ООО «Алокс»
Анализируя физико-механические свойства отечественных и импортных образцов (таблица 4,5), можно отметить их близость, что также подтверждает и опыт проведения сравнительных баллистических испытаний образцов как у нас в стране, так и за рубежом.
Согласно методике НИИ стали при определении баллистических свойств материала учитывают число волновых пробегов до разрушения, характерного для конкретного материала при воздействии пули Б-32 со штатными скоростями. По данным И. А. Беспалова (табл.6) отечественные корундовые материалы в основном близки по качеству зарубежным аналогам.
Таблица 6
Баллистические свойства некоторых керамических материалов на основе корунда
С 2000 г. взамен бронежилета 6Б5 на основе карбида бора на вооружение Российской армии была принята модель 6Б13 разработки НПФ «Техинком», которая предназначена для защиты по 6А классу по ГОСТ Р 50744-95 и стандарту министерства юстиции США NIJ 01.01.04. Жилет снабжён грудной и спинной бронепанелями «Гранит-4» массой 3,1 кг площадью 7,5 дм² (рис. 2).
Панели «Гранит-4» представляют собой мозаику из корундовых плит материала АЛ1 компании «АЛОКС» размером 50х50х9 R (410,265), напрессованную на подложку из арамидной ткани «Русар».
Сравнение эксплуатационных характеристик отечественного бронежилета 6Б43 с самым современным бронежилетом армии США модели IOTV , боевая эксплуатация которого начата в 2010 году, показало, что отечественный бронежилет при близких масса –габаритных параметрах обладает большей пробивной устойчивостью, в том числе и к бронебойно-зажигательным боеприпасам.(рис.3) При этом следует учесть , что импортный бронеблок состоит из дорогостоящих карбида бора и специальных волокон из полиэтилена.
Компания «АЛОКС», имеет стабильный опыт применения своей продукции для задач защиты по 6а классу по ГОСТ Р 50744-95(СВД, 7,62 мм ,Б32,10 м) , NIJ(США) и DIN(ФРГ) в составе композитов «керамика-сталь» , «керамика-алюминий» , «керамика- органо-и стеклопластики»
. Для сравнения, 6а класс защиты достигается при толщине бронестали 15,5 мм и при поверхностной плотности 121 кг в кв.метре , в то время как керамика АЛ1 в толщине 9 мм в составе композита обеспечивает поверхностную плотность всего 41 кг на кв.метр, т.е. в 3 раза легче. Этот эффект еще больше возрастает при увеличении калибров ударника и его твердости.
Наряду с традиционно рименяемыми пластинами той или иной формы, для вышения живучести блока может быть использована т.н. «дискретная броня», в которой керамические сфероцилиндры закреплены в пластичную органическую матрицу.
Это позволяет при повышении в 4-5 раз живучести, изготавливать конструкции сложного профиля. Новый ассортимент керамических изделий успешно испытан и находится в стадии освоения.(Рис.4)
Это подтверждено также многолетним опытом поставок керамических пластин разных форм и размеров для защиты техники по стандарту STANAG 4565 (3и4 уровни). Ассортимент выпускаемых защитных элементов разнообразен и зависит от требований заказчика по качеству и точности изготовления. Более 20 лет стабильна потребность в пластинах 50х50 мм, толщиной от 6 до 12 мм, чаще всего арочного типа с радиусом изгиба 265 и 410 мм, пластинах 100х100х14,5 мм, в т.ч. фасонного профиля. Этот ассортимент изделий составляет с 2004 года от 7 до 10 тонн ежегодно и поставляется в рамках государственных контрактов под контролем представительства заказчика Объем поставок в рамках поисковых работ по НИР и ОКР с рядом заинтересованных в 2011 году составил 5 тонн. Полученные положительные результаты применения керамик компании ,,АЛОКС,, позволяют прогнозировать увеличение объема поставок в 2012 году на 50-70%,а в 2013- 2014 гг. в 2-3 раза.
Существующие мощности фирмы позволяют увеличить объемы производства защитной керамики (в зависимости от ассортимента) до 50 тонн в год.
Перспективным и уникальным является разработанный керамический материал, который наряду
с защитными свойствами, обладает радиопрозрачностью, что делает его перспективным для защиты антенных конструкций.
Технологический опыт и технические возможности компании позволяют также изготавливать изделия сложной формы и высокой точности, такие, например, как нитепроводники для химических волокон и проволоки (рис.5),сопла для распыления ядохимикатов ( рис.6) 00000000000,детали нефтяной и химической арматуры. Этот ассортимент изделий из корундовой керамики ранее был широко востребован и при экономической целесообразности может быть восстановлен. Также компания «АЛОКС», всегда готова к освоению новых видов продукции.
Рубрики
Подписаться на новости