Ballistic samsett efni koma í mörgum myndum og bjóða upp á mismunandi frammistöðustig. Þar á meðal eru trefja-styrkt samsett efni sem skera sig úr fyrir létta þyngd sína og sterka mótstöðu gegn gegn. Þau eru mest rannsökuð ballistísk efni í dag og einnig sá hluti- sem vex hraðast á markaðnum.
Hár-afköst trefjar sem almennt eru notaðar í trefja-styrktum ballískum samsetningum innihalda Kevlar trefjar, koltrefjar, ofur-há-sameinda-pólýetýlen trefjar (UHMWPE) og glertrefjar. Ein spurning sem oft er rædd í iðnaðinum er hvort hægt sé að nota koltrefjar sjálfar til ballistic vörn.
Er hægt að nota koltrefjar til vörn gegn kúlu?
Vinnureglur ballistic Composites
Þegar skotfæri kemst í gegnum samsett efni eiga sér stað nokkrir skemmdir á sama tíma. Þetta felur í sér lagskiptingu, losun trefja og plastefnis, togbresti í trefjum og aflögun á bakhlið. Meðan á þessum ferlum stendur minnkar hreyfiorka skotfærisins smám saman, sem leiðir til skotvarna.
Eftir högg myndast álagsbylgjur við snertipunktinn. Þessar öldur dreifast á tvo megin vegu. Fyrst ferðast þeir meðfram trefjaásnum. Trefjar eru tengdar með plastefni á skurðpunktum. Þegar streitubylgjur ná þessum stöðum flytjast þær yfir í aðrar trefjar. Þetta eykur streitudreifingarsvæðið og hjálpar til við að dreifa orku. Í öðru lagi, þegar álagsbylgjur ná til trefja-resínviðmótsins, á sér stað endurspeglun og delamination myndast. Þetta ferli gleypir viðbótarorku.
Í trefja-styrktum ballískum samsettum efnum verður höggflöturinn aðallega fyrir klippibilun, en bakhliðin verður aðallega fyrir togbilun. Af þessum sökum geta samsett efni sem styrkt eru með einni tegund af trefjum oft ekki náð ákjósanlegri ballistic frammistöðu. Með því að sameina mismunandi trefjar og hanna lagskipt uppbyggingu er hægt að ná betri ballistic vernd.
Yfirlit yfir koltrefjar
Koltrefjar vísa til trefja þar sem kolefni er meira en 90% af heildarmassanum. Það er framleitt úr lífrænum trefjum með föstum-fasaviðbrögðum og myndar trefjaríkt fjölliða kolefnisefni. Koltrefjar eru þekktar fyrir litla þyngd, mikla styrkleika, háan stuðul, hitaþol, höggþol, efnafræðilegan stöðugleika og litla hitauppstreymi.
Hins vegar hafa koltrefjar litla lenging við brot og takmarkaða seiglu. Af þessum sökum er það sjaldan notað eitt sér og er aðallega notað sem styrkingarefni í samsett efni.
Ballísk vesti og önnur hlífðarbrynja treysta á lagskipt efni sem geta tekið í sig og dreift höggorku. Þessi efni hafa venjulega mikinn togstyrk og geta afmyndast við álag, sem hjálpar til við að dreifa orku kúlu.
Þrátt fyrir að koltrefjar hafi mjög mikinn styrk, þá hefur það lélega sveigjanleika og takmarkaða getu til að gleypa og dreifa hreyfiorku. Það er einnig brothætt og viðkvæmt fyrir broti við högg eða endurtekna álag. Þar af leiðandi eru koltrefjasamsetningar sem eingöngu eru gerðar með plastefni og koltrefjum ekki árangursríkar fyrir ballistic vernd. Í reynd eru koltrefjar venjulega sameinaðar öðrum-afkastamiklum trefjum til að ná ballistískum frammistöðu.
Hlutverk koltrefja í ballískum efnum
Ef koltrefjar henta ekki sem aðal-stöðvunarefnið fyrir byssukúlu, hvers vegna er það enn notað í sumum ballískum samsetningum?
Koltrefjar eru metnar fyrir háan sérstakan styrk og endingu. Þegar það er notað sem styrkjandi hluti í ballistic efni, sérstaklega þegar það er blandað með Kevlar eða öðrum ballistic trefjum, bætir það viðnám gegn gati og sundrun. Á sama tíma dregur það úr heildarþyngd, sem eykur þægindi og hreyfanleika.
Koltrefjar leggja aðallega sitt af mörkum á eftirfarandi hátt:
Byggingarstyrking:
Koltrefjar bæta burðarvirki við samsett ballísk efni. Þegar það er lagskipt með Kevlar eða öðrum ballískum trefjum hjálpar það við að viðhalda efnisheildleika eftir högg og styður við dreifingu höggorku, sem dregur úr hættu á skarpskyggni.
Þyngdarminnkun:
Ballistic samsett efni treysta venjulega á fjöl-laga mannvirki til að stöðva skotfæri. Lágur þéttleiki koltrefja hjálpar til við að draga úr heildarþyngd, bæta þægindi og sveigjanleika fyrir notandann.
Niðurstaða
Koltrefjar bjóða upp á mikinn styrk og litla þyngd, en vegna stökkleika og takmarkaðrar orkuupptökugetu er það ekki ballistískt eitt og sér. Stífleiki þess og tilhneiging til að brotna við högg dregur úr virkni þess við að stöðva byssukúlur. Hins vegar, þegar það er notað sem hluti af samsettu kerfi, geta koltrefjar stutt ballistic frammistöðu. Með því að sameina burðarstyrk þess með öðrum trefjum sem gleypa og dreifa orku er hægt að ná fram skilvirkri kúluvörn.
Sumt efni fengið á netinu; vinsamlegast hafðu samband við okkur fyrir beiðnir um fjarlægingu ef við á.
