Silicio karbidasyra sintetinė keramika, sudaryta iš silicio ir anglies atomų, išdėstytų sandariai sujungtoje kristalų struktūroje. Šis unikalus atominis išdėstymas suteikia puikių savybių: jis yra beveik toks pat kietas kaip deimantas (9,5 MOHS skalėje), tris kartus lengvesnis už plieną ir gali atlaikyti aukštesnę nei 1600 ° C temperatūrą. Be to, dėl didelio šilumos laidumo ir cheminio stabilumo jis idealiai tinka aukšto streso aplinkai.
Karinės programos: apsaugoti nuo kovos
Dešimtmečius karinės pajėgos ieškojo medžiagų, kurios pusiausvyros apsaugą ir mobilumą. Nors tradiciniai plieniniai šarvai, nors ir efektyvūs, padidina transporto priemonių ir personalo svorį. Silicio karbido keramika išsprendė šią dilemą. Kai naudojama kompozicinėse šarvų sistemose - dažnai sluoksniuotos tokiomis medžiagomis kaip polietilenas ar aliuminis - SIC keramika išsisukinėja ir išsklaido kulkų, šrapnelio ir sprogstamųjų fragmentų energiją.
Šiuolaikinės karinės transporto priemonės, kūno šarvų plokštelės ir sraigtasparnių sėdynės vis dažniau apima sic keramines plokštes. Pavyzdžiui, JAV armijos naujos kartos kovos šalmai naudoja SiC pagrindu pagamintus kompozitus, kad sumažintų svorį išlaikant apsaugą nuo šautuvų raundų. Panašiai lengvieji keraminių šarvų rinkiniai šarvuotoms transporto priemonėms pagerina mobilumą nepakenkiant saugumui.
Civilinės adaptacijos: saugumas už mūšio lauko ribų
Tos pačios savybės, dėl kurių SiC keramika yra neįkainojama karo metu, dabar yra naudojamos civiliai apsaugai. Sumažėjus gamybos išlaidoms, pramonės šakos kūrybingai priima šį „super keramiką“:
1. Automobilių šarvai: aukšto lygio vadovai, diplomatai ir VIP transporto priemonės dabar naudoja diskretiškus keramikais sustiprintas plokštes, skirtas atsparumui kulkos, derinant prabangą su saugumu.
2. Aviacijos ir kosmoso ir lenktynės: „Formulės 1“ komandos ir orlaivių gamintojai į kritinius komponentus įterpia plonas sic keramines plokšteles, kad būtų galima apsaugoti nuo šiukšlių smūgio dideliu greičiu.
3. Pramoninė sauga: Pavojingos aplinkos darbuotojai (pvz.
4. Vartojimo elektronika: Eksperimento naudojimo būdai apima ypač patvarius išmaniųjų telefonų dėklus ir šilumos atsparius korpusus elektromobilių baterijoms.
Vis dėlto labiausiai paplitęs civilių civilių pritaikymas yra keraminės apsauginėse plokštelėse. Šios lengvos plokštės dabar randamos:
- ugniagesių pavara, skirta nukreipti krentančias šiukšles
- Dronų korpusai, skirti apsaugoti susidūrimą
- motociklų važiavimo kostiumai su atsparumo dilimui šarvais
- bankų ir didelės rizikos įrenginių apsaugos ekranai
Iššūkiai ir ateities perspektyvos
Nors silicio karbido keramika suteikia neprilygstamų pranašumų, jų trapumas išlieka apribojimas. Inžinieriai tai nagrinėja kurdami hibridines medžiagas, pavyzdžiui, įterpdami SIC pluoštus į polimerų matricas, kad padidintų lankstumą. SiC komponentų priedų gamyba (3D spausdinimas) taip pat įgauna trauką, įgalinančią sudėtingas pasirinktinių apsaugos sprendimų formas.
Silicio karbido keramika, pradedant nuo kulkų iki kasdienio gyvenimo apsaugos, karinės naujovės gali išsivystyti į civilių gelbėjimo priemones. Tęsiant tyrimus, netrukus galime pamatyti SIC pagrįstus šarvus, susijusius su žemės drebėjimais atspariomis statybinėmis medžiagomis, gaisro gaisru atsparia infrastruktūra ar net nešiojamomis technikomis ekstremalioms sportui. Pasaulyje, kuriame saugumo poreikiai auga vis sudėtingesni, ši nepaprasta keramika yra pasirengusi patenkinti iššūkį-vienas lengvas, ypač švelnus sluoksnis vienu metu.
Pašto laikas: 2012 m. Kovo 20 d