Для ленивых есть видео, остальным же предлагаю текстовую версию ниже.
В этой статье мы детально рассмотрим все основные виды керамики, что активно используются в создании брони. Узнаем о плюсах и минусах тех или иных вариантов, а также рассмотрим как обычные, так и прозрачные виды защит.
Практически каждый человек, что интересуется военным делом и всякого рода снаряжением, думаю прекрасно знает от такой полезной штуке, как броня. Она бывает самая разная, от обычной стали и вплоть до сложнейших композитов из множества материалов. И одним из материалов, что активно применяется в персональной защите и бронировании техники, является керамика.
Этот хрупкий, но крайне твердый класс веществ применяется уже как более 60 лет в военной промышленности, и за это долгое время создал целый список из разнообразных видов материалов, пригодных для защиты от неприятельского огня.
DM-33 пробивает ВЛД Т-72Б, что состоит из группы стальных пластин.
Глобально, пригодная для брони керамика делится на два основных вида: прозрачная и непрозрачная. Первая как правило дороже и сложнее в производстве, и поэтому применяется только в том случае, когда защищать приходится триплексы, прицелы, окна и головки самонаведения. Для всех остальных ситуаций подходит старая добрая непрозрачная керамика, что своим видом часто напоминает то-ли кафельную плитку в ванной, то-ли вообще кухонную тарелку.
ОКСИД АЛЮМИНИЯ
Керамический слой Оксида Алюминия в бронеплите для пробежилета.
И первый по списку у нас - это Оксид Алюминия, или же его величество Глинозем.
Он имеет довольно скромные параметры твердости, обладает кремово-белым цветом и отличается непримечательной плотностью. Применять его начале еще в 70-тых — то бишь дедушка оказался даже старше всем известного кевлара.
Так как Глинозем является, скажем так, посредником производства алюминия и его сплавов, производят первого крайне много — более 100 миллионов тонн в год, что делает его самым дешевым, изученным, массовым и простым керамическим материалом для брони.
Производство глинозема в мире.
Характеристики Глинозема давно не поражают воображения, но благодаря доступности, он прекрасно показывает себя там, где нужно дешево или много. Например в легких полицейских бронежилетах, или тяжелой технике, ведь последняя требует не килограммы, а целые тонны этого вещества. Кстати именно эта керамика использовалась в ранних башнях танков линейки Т-64, представляя из себя залитые броневой сталью большие керамические сферы.
Ранняя башня танка Т-64 с оксид алюминиевыми шарами.
Элементы из карбида бора в бронеплите бронежилета.
Карбид Бора, он же Тетрабор - это текущий топ за свои деньги, если конечно не обращать внимания на редкие полу-экспериментальные материалы, по типу алмазоидного бора. Этот темно-серый, а порою черный парень обладает невероятной твердостью, которая сочетается еще и с низкой плотностью — меньшей, чем у рассмотренного Глинозема. Карбид Бора абсолютно по всем ТТХ лучше старичка Оксида Алюминия, и единственное, где он ему проигрывает — это цена.
Раньше разница между этими материалами в цене была многократной, но сейчас стоимость Тетрабора не критично отличается от Глинозема, что позволяет первому активно конкурировать с тем в персональной защите.
Элементы из карбида бора в бронемашине Тайфун-К.
Однако у Карбида Бора есть один очень существенный минус — это проблемы с защитой против сверхплотных боеприпасов. Дело в том, что при критическом локальном давлении, в нем происходит так называемая сдвиговая аморфизация. В большинстве случаев это происходит при использовании пуль из вольфрамовых или урановых сплавов. Они вызывают дестабилизацию решетки Карбида Бора, приводя к тому, что керамика начинает аномально легко разрушаться через сдвиг своей структуры. В итоге наша броня, что раньше была топ-жир за свои деньги, начинает показывать очень паршивые результаты, порой опускаясь в эффективности на уровень дешевого Оксида Алюминия.
Сдвиговая аморфизация карбида бора во время попадания вольфрамовых и урановых снарядов.
Эта проблема была настолько актуальной, что в 2008 году США начали выпускать бронеплиты XSAPI из другой керамики для защиты от бронебойных Иракских боеприпасов. И если привычные ESAPI использовали Карбид Бора, то вот XSAPI зачастую снабжались керамикой из нашего следующего гостя — Карбида Кремния.
Карбид Кремния, или же Карборунд — это более тяжелая и менее твердая на фоне Карбида Бора керамика. На внешний вид она мало отличается от своего более легкого конкурента.
Карборунд ценят за то, что на фоне Глинозема, первый лучше по всем ТТХ, а в сравнении с Карбидом Бора отличается прекрасной стойкостью к сверхплотным боеприпасам. Он не страдает от сдвиговой аморфизации, а поэтому не обладает аномальной хрупкостью Карбида Бора, оставляя за собой позицию максимального стабильного материала.
Такая керамика, например, применяется для бронирования кабины американского вертолета Апач, и позволяет тому выдерживать в районе сидений экипажа даже бронебойные боеприпасы.
Защита кабины AH-64 на основе карбида кремния.
Стоимость же Карборунда несколько ниже Карбида Бора.
На этом раздел непрозрачной и самой ходовой керамики можно закрыть. По правде на рынке иногда встречаются более редкие варианты керамики, вроде диборида-титана и алмазоидного бора, но они или сомнительны по ТТХ, или же вовсе находятся на этапе разработки. Так что дальше речь пойдет о прозрачной броневой керамике.
Далеко не такой красивый как настоящий сапфир, но чертовски твердый и прочный, этот лабораторный камень активно используется там, где требуется максимально стойкая к износу оптика. Он довольно хрупкий под ударными нагрузками, но благодаря огромной твердости прекрасно противостоит царапинам и истиранию. Сапфир также обладает неплохим окном прозрачности для инфракрасных приборов, а поэтому это дорогой, но очень подходящий материал для тепловизионных систем.
Окно пропускания видимого и ИК света различными материалами.
Именно из него сделаны линзы для EOTS истребителя F-35.
Не смотря на самые худшие ТТХ в плане ударной стойкости и вязкости среди конкурентов, Искусственный Сапфир неплохо проталкивают в качестве броневого материала. Все дело в том, что из-за активного применения его в гражданском рынке и электронике, это делает его хорошо изученным, стабильным и массовым продуктом. Вспомните только сколько стекол для смарт-часов и смартфонов делают из Искусственного Сапфира — вся эта массовость подкупает и производителей брони, ведь найти поставщика становится довольно простой задачей.
Массовое использование сапфира в коммерческих девайсах упрощает его заказы и для военной промышленности.
ОКСИНИТРИД АЛЛЮМИНИЯ (ALON)
Или же ALON - еще один прозрачный и крайне твердый материал.
Оксинитрид алюминия был открыт, когда было обнаружено, что добавление азота к оксиду алюминия приводит к образованию новой шпинелеобразной (кубической) фазы. И да, вы правильно поняли — это прокачанная версия старичка Оксида Алюминия, так как… по сути это раствор нитрида азота и Глинозема.
В отличии от Искусственного Сапфира это вещество отличается большей ударной стойкостью и прочностью, проще в изготовлении, но имеет меньшую твердость. ALON продвигают не как основу для оптических систем, а как материал для прозрачной брони, позволяя добиться практически вдвое меньшей толщины и веса, чем обычные броневые стекла. К этому подталкивает не только лучшая ударная прочность, но и меньшая полоса пропускания инфракрасного света, на фоне Сапфира.
Тест ALON в сравнению с бронестеклом
Технически шпинелью можно называть сразу целое семейство материалов, что насчитывают сотни видов с разными ТТХ. Однако самыми популярными искусственными представителями этой керамики являются магниево-алюминатная шпинель и железоалюминатная шпинель. Именно первая используется в прозрачной броне самого высокого класса.
Этот искусственный материал обладает как высокой твердостью, так и хорошей ударной прочностью, по сути обгоняя как ALON, так и Сапфир по балансу защитных характеристик. Однако Шпинель обладает очень проблемным методом производства, что использует литье под давлением и огромными температурами. Это приводит к малым партиям и большой цене, что ограничивает шпинель в массовом использовании.
Все эти прозрачные материалы по своей сути являются не стеклом, а поликристаллическим керамическим материалом. Именно поэтому при повреждении и появлении трещин, пластины из них не рассыпаются вдребезги и не разрушаются, а лишь образовывают сколы. Это делает их намного более эффективными в плане защиты, чем привычные броневые стекла.
А с вами был Арбогаст и всем удачи.
