Boron Carbide เกรดเกราะ (บี₄ซี) เป็นหนึ่งในเซรามิกขั้นสูงที่ยากและเบาที่สุดในโลก, ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานการป้องกันแบบ ballistic ตั้งแต่เกราะส่วนบุคคลไปจนถึงยานพาหนะและการชุบเครื่องบิน. ความแข็งที่สูงเป็นพิเศษ-สองถึงเพชร-รวมกับความหนาแน่นต่ำให้อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ยอดเยี่ยม. ผลิตเป็นหลักผ่านกระบวนการกดร้อนหรืออาร์คฟิวชั่น, เซรามิกB₄Cได้รับการออกแบบมาเป็นแผ่นกระเบื้องและแผ่นเสาหินที่มีโครงสร้างจุลภาคที่ปรับแต่งเพื่อปรับความต้านทานต่อแรงกระแทกให้เหมาะสม. การให้บริการ, กระเบื้องโบรอนคาร์ไบด์จับกุมขีปนาวุธโดยการแตกหักเป็นอนุภาคละเอียดที่กระจายพลังงานอย่างรวดเร็ว, แม้ว่าประสิทธิภาพสามารถลดลงได้ด้วยความเร็วสุดขีด. การเปลี่ยนแปลงของตลาดได้รับแรงผลักดันจากงบประมาณการป้องกันที่เพิ่มขึ้นและความต้องการเกราะที่มีน้ำหนักเบา, ด้วยตลาดโบรอนคาร์ไบด์ทั่วโลกที่คาดว่าจะเติบโตที่ CAGR ที่ 3–5% ถึง 2030–2568. การวิจัยอย่างต่อเนื่องมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงความเหนียวผ่านคอมโพสิตและวัสดุที่ให้คะแนนตามหน้าที่เพื่อผลักดันขีด จำกัด ของขีปนาวุธต่อไป.
Boron Carbide เกรดเกราะคืออะไร?
เกราะเกรดโบรอนคาร์ไบด์เป็นรูปแบบเฉพาะของสูตรเซรามิกโบรอนคาร์ไบด์อย่างชัดเจนสำหรับการคุ้มครองขีปนาวุธในการใช้งานทางทหารและการบังคับใช้กฎหมาย. โบรอนคาร์ไบด์เองเป็นเซรามิกที่ถูกผูกมัดด้วยโควาเลนท์ (บี₄ซี) เป็นที่รู้จักในเรื่องความแข็งพิเศษ - ประมาณ 9.5 ในระดับ MOHS ทำให้เป็นวัสดุที่ยากที่สุดเป็นอันดับสองหลังจากเพชร.
โครงสร้างทางเคมีของมันประกอบด้วยกลุ่ม boron icosahedral ที่เชื่อมโยงกันด้วยอะตอมคาร์บอน, ให้ความแข็งแรงสูงและความเสถียรทางความร้อน.
ความแข็งและความหนาแน่น
- ความแข็ง: B₄cบรรลุค่าความแข็งของ Vickers 30 เกรดเฉลี่ย, อลูมินาที่ดีกว่า (อัล₂O₃) และซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC).
- ความหนาแน่น: ที่ ~ 2.52 g/cm³, เบากว่าเหล็กกล้าอย่างมาก (~ 7.85 g/cm³) หรือทังสเตนคาร์ไบด์ (~ 15.6 g/cm³), ให้อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สำคัญสำหรับระบบเกราะน้ำหนักเบา.
ความเหนียวเครื่องกล
ในขณะที่ยากมาก, โบรอนคาร์ไบด์ can exhibit brittle fracture under high-velocity impacts. ความเหนียวแตกหักของมันมักจะอยู่ในช่วง 2.5–3 MPa ·m⁰⁰⁰, จำเป็นต้องมีสถาปัตยกรรมคอมโพสิตหรือโครงสร้างที่ให้คะแนนเพื่อลดการแพร่กระจายของรอยแตกอย่างรวดเร็ว.
ความเสถียรทางความร้อนและเคมี
B₄Cยังคงมีความเสถียรสูงถึง ~ 2,300 ° C ในบรรยากาศเฉื่อยและต่อต้านการโจมตีทางเคมีจากกรดและอัลคาลิสส่วนใหญ่, เปิดใช้งานการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง.
การผลิต & กำลังประมวลผล
การสังเคราะห์ผง
ผงโบรอนคาร์ไบด์เชิงพาณิชย์ผลิตผ่าน:
- ส่วนโค้ง (การลดความร้อนจากคาร์บิ): B₂O₃จะลดลงด้วยคาร์บอนที่ ~ 2,400 ° C ในเตาอาร์คไฟฟ้าเพื่อให้ได้B₄Cหยาบ“ ไข่,” บดแล้วบดเป็นผง.
- การลดลงของ Magnesiothermic: B₂o₃ทำปฏิกิริยากับแมกนีเซียมและคาร์บอนแบล็ก, ผลิตก้อนที่มีรูพรุนในภายหลังและบด.
การสร้างรูปร่าง & ความหนาแน่น
- กดร้อน: เส้นทางอุตสาหกรรมที่โดดเด่นเกี่ยวข้องกับการกดผงB₄Cในกราไฟท์ตายภายใต้ 30–40 MPa ที่ 1,900–2,000 ° C, การบรรลุเป้าหมาย >98% ความหนาแน่นทางทฤษฎี. แม้ว่าจะช้าและมีราคาแพง, มันให้กระเบื้องประสิทธิภาพสูง.
- การเผาผนึกแบบไร้แรงดัน: ใช้น้อยกว่าสำหรับชุดเกราะ, มักจะต้องใช้โรคเอดส์ (เช่น., Tib₂, SiC) เพื่อลดอุณหภูมิและความหนาแน่นโดยไม่ต้องใช้แรงดัน.
- ส่วนประกอบที่ให้คะแนนตามหน้าที่: ปริมาณเซรามิก - โลหะที่แตกต่างกันผ่านความหนาสามารถเพิ่มความทนทานบนใบหน้าที่นัดหยุดงานในขณะที่รักษาความแข็ง.
การแสดงขีปนาวุธ
กลไกการกระจายพลังงาน
ต่อผลกระทบ, ใบหน้าด้านหน้าของB₄C Tile หักออกเป็นอนุภาคขนาดเล็กที่ดูดซับพลังงาน, ในขณะที่เลเยอร์สำรองมีการกระจายตัวของชิ้นส่วน. แนวคิด“ เกราะเซรามิกโลหะ” นี้ใช้การโจมตีด้วยเซรามิกเผชิญกับการเชื่อมต่อกับโลหะดัด (เช่น., อลูมิเนียม, เหล็ก) เพื่อประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุด.
พฤติกรรมขึ้นอยู่กับความเร็ว
การทดสอบแสดงให้เห็นว่าชุดเกราะB₄Cเก่งกับขีปนาวุธสูงถึง ~ 900 m/s, หยุดปืนพกส่วนใหญ่และปืนไรเฟิลได้อย่างมีประสิทธิภาพ. นอกเหนือจากความเร็วที่สำคัญนี้, การแตกหักอย่างหายนะและการหลอมละลายช่วยลดความสามารถในการป้องกัน.
ประสิทธิภาพเปรียบเทียบ
- ขัดต่อ 7.62 mm ap (การเจาะเกราะ) รอบ, กระเบื้องB₄Cที่กดปุ่มร้อนมาตรฐานได้รับการเจาะลึกความลึก (ด็อต) เทียบเท่าหรือดีกว่าซิลิกอนคาร์ไบด์.
- การศึกษาล่าสุดของคอมโพสิตB₄Cที่ให้คะแนนตามหน้าที่แสดงถึง 15% ความเร็วขีด จำกัด ของขีปนาวุธที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับกระเบื้องเสาหิน.
- สูตรทางเลือกเช่น RBB4C (ปฏิกิริยาที่ถูกผูกมัด) ดำเนินการในทำนองเดียวกันกับ SIC ต่อภัยคุกคามที่ทำจากเหล็กกล้า แต่มีค่าใช้จ่ายสูงกว่า, จำกัด การใช้อย่างแพร่หลาย.
แอปพลิเคชั่น
เกราะส่วนตัว
Boron Carbide Ceramics เป็นวัสดุที่เลือกสำหรับเม็ดมีดป้องกันแขนขนาดเล็กระดับสูง (วัว) และเพิ่ม sapi (Esapi) จานสวมใส่โดยทหารราบและกองกำลังพิเศษเนื่องจากน้ำหนักเบาและการป้องกันที่เหนือกว่า.
เกราะยานพาหนะและเครื่องบิน
โมดูลเกราะเซรามิกที่รวมB₄Cถูกนำไปใช้กับเฮลิคอปเตอร์ (เช่น., ขอบนำโรเตอร์และแผงห้องโดยสาร) และยานพาหนะที่ดินเพื่อป้องกันและป้องกันขีปนาวุธ.
เกราะทหารเรือและทะเล
เรือเดินเรือขนาดกลางและขนาดเล็กใช้แผงโบรอนคาร์ไบด์เกรดทางทะเลเพื่อป้องกันพื้นที่ที่สำคัญจากกระสุนและการกัดกร่อนของสเปรย์ทะเล.
ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมและการช่วยชีวิต
นอกเหนือจากการป้องกัน, B₄cพบว่าใช้ในหัวฉีดยาขัดสำหรับอุปกรณ์พ่นทรายและการป้องกันนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, เน้นมัลติฟังก์ชั่น.
ตลาดแนวโน้ม & ซัพพลายเออร์
ขนาดตลาด & การเจริญเติบโต
- ตลาดโบรอนคาร์ไบด์ทั่วโลกมีมูลค่า USD 169.9 ล้านใน 2024 และคาดว่าจะถึง USD 366.2 ล้านโดย 2034 ที่ CAGR ~ 3.8%.
- การคาดการณ์ทางเลือกประเมินการเติบโตเป็น USD 298.4 ล้านโดย 2035 ที่ 5.3% cagr, สะท้อนให้เห็นถึงค่าใช้จ่ายในการป้องกันที่เพิ่มขึ้นและความต้องการพลเรือน.
ผู้ผลิตหลัก
- นอร์ตัน (แซงต์-โกแบ็ง) เป็นผู้บุกเบิกบทความชุดเกราะB₄Cที่กดปุ่มร้อนในช่วงปลายทศวรรษ 1960 และยังคงเป็นซัพพลายเออร์รายใหญ่.
- Henan Superior Abrasives (HSA)‘s annual production capacity of boron carbide materials is 3,000 tons. HSA provide abrasive grade, refractory grade and nuclear grade boron carbide materials. HSA’s boron carbide complies with FEPA standards, มาตรฐาน JIS และ China GB/T2481-1998 มาตรฐาน.
ติดต่อเราตอนนี้
Boron Carbide เกรดเกราะตั้งอยู่ในระดับแนวหน้าของเทคโนโลยีเกราะเซรามิก, ให้ความแข็งและน้ำหนักเบาที่ไม่มีใครเทียบได้. ตามความต้องการด้านการป้องกันและความปลอดภัยวิวัฒนาการ, ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในการประมวลผล, การออกแบบคอมโพสิต, และการผลิตจะผลักดันข้อ จำกัด ของขีปนาวุธต่อไป. ไม่ว่าจะเป็นทหาร, การปกป้องยานพาหนะ, หรือปกป้องเรือ, B₄Cยังคงเป็นวัสดุสำคัญสำหรับระบบเกราะที่ทันสมัย.
พร้อมที่จะรวมชุดเกราะ Boron Carbide ล่าสุดล่าสุด? ติดต่อ Henan Superior Abrasives (HSA) สำหรับผงB₄Cพรีเมี่ยม, กระเบื้องเซรามิกที่ปรับแต่ง, และโซลูชั่นแบบครบวงจรเต็มรูปแบบ - หุ้นส่วนกับหนึ่งในผู้ผลิตเซรามิกขั้นสูงชั้นนำของจีนเพื่อเสริมสร้างระบบป้องกันรุ่นต่อไปของคุณ.
