Дослідження впливу механічних властивостей на бронестійкість сподуменових склокристалічних матеріалів

Abstract

Визначено перспективні методи отримання високоміцних склокерамічних матеріалів на основі літійалюмосилікатних стекол за керамічною технологією. Проведено аналіз розробок зі зміцнення склокристалічних матеріалів з вмістом сподумену. Розроблено композиційні матеріали на основі сподуменових склокристалічних матеріалів, які модифіковано діоксидом цирконію стабілізованого оксидом ітрію. Встановлено, що для алюмосилікатних стекол характерним є протікання процесу об’ємної тонкодисперсної кристалізації скла з формуванням кристалів β-сподумену у кількості 80 об. % відповідно в умовах низькотемпературної короткотривалої двостадійної термічної обробки. Встановлено, що забезпечення щільно упакованої структури матеріалу забезпечується за рахунок наявності фракцій не більше 125 мкм ≈ 70 об. %, не більше 63 мкм – 15 об. %, не більше 25 мкм – 15 об. %. Досліджено вплив структури склокристалічних матеріалів на їх механічні властивості та встановлено основні критерії забезпечення високих показників тріщиностійкості, ударостійкості та бронестійкості. Наявність для розробленого ситалу фаз з різними пружними властивостями дозволяє забезпечити більш ефективне руйнування ударника та мінімізацію позаперешкодної дії. Порівняльна оцінка розробленого ударостійкого склокристалічного матеріалу та відомого елементу бронезахисту дозволила встановити перспективність використання ситалу як бронеелементу з експлуатаційними властивостями на рівні світових аналогів. Важливими аспектами ефективного впровадження розробленого матеріалу є його зменшена вартість та вага в порівнянні з керамічними бронеелементами. Також вагоме зниження щільності та підвищення тріщиностійкості розробленого матеріалу при частковій заміні надтвердого керамічного бронеелементу на склокерамічні матеріали в якості енергоруйнуючого та дроблячого шару, дозволить зменшити вагу та підвищити в системі кераміка – ситал – кевлар живучість броні при обстрілі. Це дозволить підвищити конкурентоспроможність вітчизняних захисних бронеелементів на світовому ринку.