Il silicio aggiunto al carburo di boro rende l'armatura più resistente agli urti

Il silicio aggiunto al carburo di boro rende l’armatura più resistente agli urti
Il carburo di boro è un materiale comunemente usato per realizzare giubbotti antiproiettile e il silicio viene aggiunto al carburo di boro per rendere l’armatura più resistente agli urti
Vista ravvicinata dei cristalli di carburo di boro (Immagine: Texas A&M College of Engineering)
Lo studio dei ricercatori della Texas A&M University è stato pubblicato su Science Advances.
“Negli ultimi 12 anni, i ricercatori hanno cercato modi per ridurre i danni causati dall’impatto dei proiettili ad alta velocità sull’armatura in carburo di boro”, ha affermato Kelvin Y. Xie, Ph.D., assistente professore presso il Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali. . “Il nostro lavoro finalmente risponde a questa esigenza insoddisfatta ed è un passo verso la progettazione di armature avanzate che difenderanno da armi più potenti in combattimento”. Descrizione della struttura dell’armatura balistica Il
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Il carburo di boro è chiamato “diamante nero” e la sua durezza è seconda solo al nitruro di boro cubico. A differenza dell’idruro di boro cubico, si dice che il carburo di boro sia più facile da produrre in serie rispetto ad altri materiali per armature come il carburo di silicio, ed è più rigido e leggero, il che lo rende ideale per giubbotti antiproiettile e altri articoli per armature.
Secondo la Texas A&M University, il principale svantaggio del carburo di boro è che si rompe rapidamente se soggetto a impatti ad alta velocità.
“Il carburo di boro è davvero efficace nel fermare i proiettili che viaggiano a 900 metri al secondo, quindi può fermare efficacemente la maggior parte dei proiettili delle pistole”, ha affermato Xie in una nota. “Ma se questa velocità critica viene superata, il carburo di boro perde improvvisamente la sua balistica. le prestazioni diventano meno efficaci.”
armatura antiproiettile
Gli scienziati sanno che la vibrazione ad alta velocità fa sì che il carburo di boro subisca una transizione di fase, in cui un materiale cambia la sua struttura interna e assume due o più stati fisici contemporaneamente. L’impatto del proiettile trasforma gli atomi di carburo di boro dallo stato cristallino sistematicamente ordinato allo stato vetroso disordinato. Questo stato simile al vetro indebolisce l’integrità del materiale nel punto di contatto tra il proiettile e il carburo di boro.
Xie ha affermato: “Quando il carburo di boro subisce una transizione di fase, lo stato vetroso crea un percorso per la propagazione della cricca. Pertanto, qualsiasi danno locale causato dall’impatto di un proiettile può facilmente propagarsi in tutto il materiale e causare danni sempre maggiori. “.
Il lavoro precedente che utilizzava simulazioni al computer prevedeva che l’aggiunta di piccole quantità di altri elementi, come il silicio, avrebbe potuto rendere il carburo di boro meno fragile. Xie e il suo gruppo hanno studiato se l’aggiunta di piccole quantità di silicio riducesse anche la transizione di fase.