2.3. Công nghệ chế tạo tấm gốm
Nguyên liệu bột ôxit nhôm αAl2O3 có độ sạch 99,47%, kích thước hạt trung bình 0,7μm và phụ gia TiO2, CaO, SiO2, MgO được nghiền trộn trên máy li tâm hành tinh với tốc độ quay 1200v / phút trong thời gian 6h. Bột hỗn hợp sau đó được sấy khô, tạo hạt và ép thành mẫu gốm với áp suất 1T/ cm2. Mẫu gốm sau đó được sấy ở nhiệt độ 150°C trong 72h và thiêu kết trong lò điện Nabertherm ở nhiệt độ (1550 -1600) °C trong 2 giờ.
2.4. Công nghệ tạo tấm giáp phức hợp gốm αAl2O3 Kevlar – epoxy
Xếp từng tấm vải Kevlar 29 + epoxy đã cắt theo kích thước tấm giáp trên đồ gá tạo độ cong của tấm giáp cho đến khi đạt độ dày tính toán là 9mm. Đặt tấm gốm lên bề mặt tấm Kevlar, sau đó gắn tiếp (2-3) lớp Kevlar bảo vệ phía ngoài. Toàn bộ kết cấu được ép dưới áp lực và chờ kết khối tự nhiên trong vòng 24 giờ. Tấm giáp phức hợp được chế tạo với kích thước 250 x 300 x 19 mm có trọng lượng 3 kg.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Cơ tính của vật liệu gốm
Các tấm gốm sau thiêu kết đạt độ cứng HV10: (10÷11) GPa, độ bền uốn σu: (285÷310) MPa, KIC: (2,8÷3,2) MPa m1/2 và mật độ γ= 3,8 g/ cm3.
Các giá trị cơ tính của vật liệu gốm đều nằm trong khoảng phù hợp để sử dụng cho mục đích chống đạn [4].
Hình 2 trình bày ảnh của một số mẫu gốm tấm lớn và tấm nhỏ được chế tạo tại Viện Công nghệ, Tổng cục CNQP.
Hình 2 và 3
3.2. Cơ tính của vật liệu compozite kevlar/epoxy
– Giới hạn bền kéo σk = (240 ÷ 250) MPa
– Giới hạn bền nén σn = (600 ÷ 650) MPa
– Độ dai va đập ak = (0,49 ÷ 0,57) MPam
– Mật độ γ = (1,35 ÷ 1,4) g/cm3
3.3. Kết quả bắn thử nghiệm tấm giáp chống đạn
Tấm giáp phức hợp gốm Al2O3– Kevlar epoxy được bắn thử nghiệm đánh giá khả năng chống đạn K56, bắn bằng súng AK- 47 theo tiêu chuẩn NIJ-01.01.04 tại trường bắn của viện Vũ khí, Tổng cục CNQP. Đạn K56 cỡ 7,62 x 39 mm trọng lượng đầu đạn 7,9 g, có lõi thép Φ4 x 20 sơ tốc 715 m/s, được bắn bằng súng AK- 47, miệng súng đặt cách tấm giáp thử nghiệm 15 m.
Tấm giáp được gắn trên hộp đất sét tiêu chuẩn mà chất lượng được kiểm tra theo điều 5.7.5 NIJ.01.01.04. Mỗi tấm được bắn 6 phát, cách mép tấm không nhỏ hơn 76 mm (3 inch) và cách nhau không nhỏ hơn 51 mm (2 inch) theo điều 3.14 của NIJ.01.01.04.
Hình 4. Tấm giáp ghép mosai sau khi bắn: a) mặt trước, b) mặt sau
Kết quả cả 6 phát đều không xuyên thủng giáp. Vết lõm trên mặt đất sét gắn tấm gốm đạt tiêu chuẩn NIJ01.01.04 có chiều sâu nhỏ hơn 1,73 inch (44 mm) (hình 3, 4).
4. Kết luận
Từ các nguyên vật liệu có thể mua ở trong nước, với các trang thiết bị hiện có, bằng công nghệ gốm và công nghệ vật liệu compozit đã chế tạo thành công áo giáp chống đạn K56 bắn 06 phát trên súng AK-47, là loại vũ khí được trang bị phổ biến trên thế giới.
Năm 2009-2010, với sự đầu tư của chương trình khoa học cấp nhà nước, sẽ nghiên cứu chế tạo áo giáp chống đạn cấp III theo tiêu chuẩn NIJ 01.01.04.
[symple_box color=”gray” text_align=”left” width=”100%” float=”none”]
Tài liệu trích dẫn
- Selection and Aplication Guide to Police Body Armor, US. Department of Juistice, Office of Justice Program, National Institute of Juistice, October, 1988.
- Advanced ceramic armor, Ceradyn. inc, 2003.
- Ballistic Resistance of Personal Body Armor, NIJ Standard – 0101.04, U.S. Department of Justice.
- Eugene Mevedovski, Alumina Ceramics for Ballistic Protection, American Ceramic Society Bulletin,Vol 81, N3, March 2002.
- Dov Shurman, Impact failure mechanism in alumina tiles on finite thickness support and the effect of con- finement, International Journal of Impact Engineering, 24, 2000, 313-328.
- Bloks et al, Armour plate, United states patent, No 4,813,334, 1989. 7. Percilballi, Ceramic armor apparatus for multiple bullet protection, United states patent, No 6,408,733, 2002 8. Ghiorse et al, Armor with in-plane confinement of ceramic tiles, United states patent, No US 2002/0178900 A1.
[/symple_box][symple_clear_floats]
