Помощь проекту

Поделиться в соц сетях


Кремний сделал бронежилет крепче


Американские исследователи выяснили, что добавление к материалу бронежилетов — карбиду бора — небольшого количества кремния позволяет увеличить его стойкость к пулевым ударам на высокой скорости. О своей работе ученые рассказали в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

«В течение последних 12 лет исследователи искали способы уменьшить повреждения от воздействия высокоскоростных пуль на броню из карбида бора, — объясняет один из исследователей, доцент кафедры материаловедения и техники Техасского университета A&M Кельвин Се. — Наша работа наконец показывает способ решения этой проблемы и является шагом вперед в разработке бронежилета, способного защищать людей от высокоскоростных боеприпасов».

Карбид бора — второй по твердости синтетический материал. Он уступает по этому параметру только кубическому нитриду бора. Но в отличие от последнего, карбид легче и дешевле производить, поэтому он используется более охотно. Этот материал также тверже и легче других карбидов, что делает его идеальным для использования в бронежилетах. Он может эффективно останавливать пули, которые движутся на скорости 900 и менее метров в секунду, но при превышении этого предела карбид бора внезапно теряет свои прочностные характеристики и перестает быть таким эффективным.

Ранее исследователи выяснили, что выделяющаяся в момент столкновения с пулей энергия настолько разогревает карбид бора, что он переходит в другую фазу. Удар пули, таким образом, преобразует карбид бора из кристаллического состояния, где атомы систематически упорядочены, в стеклообразное, с беспорядком в расположении атомов. Это стекловидное состояние ослабляет целостность материала в месте контакта пули с карбидом бора.

В новом исследовании ученые провели компьютерное моделирование и выяснили, что добавление в структуру карбида бора атомов кремния может значительно увеличить его стойкость к воздействиям, подняв температуру фазового перехода. Однако добавка большого количества этого элемента в материал, согласно расчетам, делает его хрупким. Поэтому авторы новой работы подобрали такое соотношение, чтобы соблюсти баланс между прочностью и температурой фазового перехода.

READ  Новое вещество сможет вылечить переломы за пару дней

Ученые проверили новый материал, нанося ему точно контролируемые повреждения алмазным наконечником. Выяснилось, что даже при добавлении небольшого количества кремния степень фазового перехода карбида бора снижается на 30%, уменьшая нанесенный ущерб. Теперь ученые планируют проверить бронежилет из такого материала на практике, а также выяснить, способен ли он задерживать ионизирующее излучение.



Похожие записи: