탄화붕소에 실리콘을 첨가하여 방탄복을 더욱 충격에 강합니다.

탄화 붕소에 실리콘을 첨가하여 방탄복 의 충격 저항력을 높였습니다
탄화 붕소 는 방탄 조끼를 만드는 데 일반적으로 사용되는 재료이며 탄화 붕소에 실리콘을 첨가하여 방탄복을보다 충격 저항력있게 만듭니다 탄화
붕소 결정의 근접 사진 (이미지 : 텍사스 A&M 공과대학)
텍사스 A&M 대학 연구원들의 연구 결과가 사이언스 어드밴스(Science Advances)에 게재됐다.
이 부서의 조교수인 Kelvin Y. Xie 박사는 “지난 12년 동안 연구자들은 탄화붕소로 만든 갑옷에 대한 고속 탄환의 충격으로 인한 피해를 줄이는 방법을 모색해 왔습니다.”라고 말했습니다. 재료 과학 및 공학. . “우리의 작업은 마침내 이 충족되지 않은 요구를 해결하고 전투에서 더 강력한 총을 방어할 고급 방탄복을 설계하는 단계입니다.” 방탄복 구조 설명
방탄복과 운동복으로 확장할 수 있는 최초의 합성 보조 재료 머리카락의 나노 스케일 분석은 새로운 방탄복을 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.
탄화붕소는 “블랙 다이아몬드”라고 하며 경도는 입방정 질화붕소에 이어 두 번째입니다. 탄화붕소는 입방정수소화붕소와 달리 탄화규소 등의 다른 방어구 소재에 비해 양산이 용이하고 더 단단하고 가벼워 방탄조끼나 기타 방어구 아이템으로 적합하다.
Texas A&M University에 따르면 탄화붕소의 주요 단점은 고속 충격을 받으면 빠르게 분해된다는 것입니다.
“탄화붕소는 초당 900미터로 날아가는 총알을 막는 데 정말 뛰어나므로 대부분의 권총탄을 효과적으로 막을 수 있습니다.”라고 Xie가 말했습니다. “그러나 이 임계 속도를 초과하면 탄화붕소가 갑자기 탄도를 잃게 됩니다. 성능이 덜 효과적입니다.”
방탄 갑옷
과학자들은 고속 진동으로 인해 탄화붕소가 상전이를 겪는다는 사실을 알고 있습니다. 이 상전이에서는 물질이 내부 구조를 변경하고 동시에 둘 이상의 물리적 상태를 가정합니다. 총알의 충격은 탄화붕소 원자를 조직적으로 정렬된 결정 상태에서 무질서한 유리 상태로 변형시킵니다. 이 유리와 같은 상태는 총알과 탄화붕소 사이의 접촉 지점에서 재료 무결성을 약화시킵니다.
Xie는 “탄화붕소가 상전이를 겪을 때 유리 상태는 균열 전파 경로를 생성합니다. 따라서 총알의 충격으로 인한 국부 손상은 재료 전체에 쉽게 전파되어 점점 더 많은 손상을 일으킬 수 있습니다.”라고 말했습니다.
컴퓨터 시뮬레이션을 사용한 이전 작업에서는 실리콘과 같은 다른 요소를 소량 추가하면 탄화붕소가 덜 부서질 수 있다고 예측했습니다. Xie와 그의 그룹은 소량의 실리콘을 첨가하는 것도 상전이를 감소시키는지 여부를 조사했습니다.