Phân tích hình thái hư hỏng vi mô của vật liệu chống đạn và tổng quan về các thí nghiệm tác động của đạn

Các sản phẩm bán thành phẩm thường được sử dụng hiện nay cho các sản phẩm chống đạn bao gồm vải sợi hiệu suất cao, vật liệu composite ma trận nhiệt dẻo sợi hiệu suất cao đơn hướng và vải tráng vải sợi hiệu suất cao (vải prepreg). Trong số đó, vải sợi hiệu suất cao bao gồm vải dệt trơn polyamide para-aromatic và vải dệt trơn polyethylene trọng lượng phân tử cực cao. Vật liệu composite ma trận nhiệt dẻo sợi hiệu suất cao đơn hướng bao gồm vật liệu composite ma trận nhiệt dẻo hexene hoặc hexenyl sợi polyethylene trọng lượng phân tử cực cao (gọi là tấm trắng). Và vật liệu composite ma trận nhiệt dẻo hexenyl hoặc sợi polyamide para-aromatic (gọi là màng vàng). Vải tráng vải sợi hiệu suất cao thường là vải tráng vải sợi polyamide paraaromatic (vải prepreg) và lớp phủ (hoặc ma trận) được sử dụng thường là nhựa phenolic hoặc nhựa phenolic biến tính độ dai.

Dựa trên các sản phẩm bán thành phẩm này, chúng có thể được chế biến thành áo giáp và mũ chống đạn thông qua sự kết hợp. Đối với áo giáp mềm (để mặc hàng ngày), nó thường có thể được làm từ sự kết hợp của vải sợi polyamide paraaromatic, màng vàng và màng trắng. Đối với áo giáp cứng (còn gọi là áo giáp chiến thuật) có mức độ bảo vệ cao hơn, nó được làm bằng các tấm gốm, tấm thép chống đạn và các tấm ghép composite (thu được bằng cách ép nóng các mảnh vàng, mảnh trắng hoặc vải phủ sợi hiệu suất cao). Được làm bằng sự kết hợp của vải sợi hiệu suất cao, các tấm màu vàng hoặc trắng (được đặt ở mặt sau của tấm bia). Nghĩa là, dựa trên áo giáp mềm, một tấm chống đạn cứng thích hợp được áp dụng vào mặt trước của tấm bia. Đối với mũ bảo hiểm chống đạn, chúng thường được làm từ các loại vải phủ sợi hiệu suất cao bằng cách ép nóng hoặc chúng cũng có thể được làm từ các tấm màu vàng hoặc trắng.

Các mối đe dọa chính cần được bảo vệ bao gồm các mảnh vỡ do đạn lõi thép và lõi chì và vũ khí phân mảnh (nhiều loại lựu đạn và đạn pháo) hoặc các mảnh vỡ thứ cấp tạo ra sau khi bắn trúng mục tiêu. Các mối đe dọa bảo vệ khác nhau trong các tình huống khác nhau. Thống kê chiến tranh hiện đại cho thấy rằng các thương tích cá nhân trên chiến trường chủ yếu là do các mảnh vỡ gây ra, nghĩa là đối với việc bảo vệ cá nhân của quân đội, các mảnh vỡ là đối tượng bảo vệ chính. Các vật liệu chống đạn khác nhau có cơ chế hấp thụ động năng khác nhau đối với các mảnh vỡ và cơ chế phá hủy do đó của vật liệu chống đạn.

Chương này dành riêng cho các quan sát kính hiển vi điện tử mở rộng về các mẫu hư hỏng của một số dạng và sự kết hợp khác nhau của vật liệu bảo vệ đạn đạo do mô phỏng phân mảnh và tác động của đạn lõi chì. Kết hợp với dữ liệu thực nghiệm đạn đạo tương ứng, tương tác giữa đạn và tấm bia và cơ chế hấp thụ năng lượng và hư hỏng vi mô của tấm bia được phân tích. Trên cơ sở các quan sát và thí nghiệm, hiệu ứng lai hóa trong việc cải thiện khả năng chống đạn của vật liệu composite và tấm bia vải nhiều lớp đã được khám phá thêm.