少量硅的加入可以大大提升常規防彈材料防彈能力

據外媒報道,防彈衣可以有多種形式,不同的材料有着不同的優缺點。工程師們經常求助於碳化硼,因其難以置信的硬度和重量它也被稱為「黑鑽石」,這使得它非常適合用於防彈背心。美國德州農工大學的科學家們已經找到了一種方法來增強這種材料的這一能力,即在混合物中加入一點硅,這樣它就能承受以更高速度飛行的子彈。

少量硅的加入可以大大提升常規防彈材料防彈能力

材料科學與工程系助理教授Kelvin Xie說道:「碳化硼非常擅長阻止以900米/秒以下速度飛行的子彈,所以它可以非常有效地阻擋大多數手槍的子彈。但在這個臨界速度之上,碳化硼會突然失去它的彈道性能,效果也就不如之前的這個。」

當碳化硼製成的裝甲遭遇高速彈丸時就會發生科學家們所說的相變。「當碳化硼發生相變時,玻璃相為裂紋擴展創造了一條通道,」Xie說道,「所以任何子彈造成的局部損傷都會很容易地穿過材料並造成越來越大的損傷。」

早期研究表明,添加少量的另一種元素可以彌補碳化硼盔甲的這一缺陷,所以Xie及其團隊用硅來測試這一理論。他們用少量的這種元素生產了碳化硼然後展開實驗。

研究小組用鑽石頭模擬高速子彈的沖擊,通過在材料上打孔然後用高能電子顯微鏡評估損傷。即使只有加入了極少量的硅,這種材料也能實現更有效的沖擊,科學家們觀察到相變減少了30%,整體損傷得到了緩解。

Xie說道:「就像在烹飪中,少量的香料可以極大地提升味道,通過使用少量的硅,我們可以極大地改善碳化硼的性能從而為這些超硬材料找到新的應用。」

接下來,研究小組希望進行進一步的實驗看看是否可以引入其他元素如鋰或鋁從而提高裝甲的性能。

來源:cnBeta