ВИЗНАЧЕННЯ ПЕРСПЕКТИВНИХ НАПРЯМКІВ ВДОСКОНАЛЕННЯ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ІНДИВІДУАЛЬНОГО БРОНЕЗАХИСТУ

Автор(и)

  • Святослав Олександрович Рябінін Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0003-2972-8540
  • Артем Вячеславович Захаров Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-0120-8263
  • Антоніна Олександрівна Майзеліс Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-5296-9636
  • Ганна Вікторівна Притиченко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0003-2214-8009

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-0821.2023.02.09

Ключові слова:

алюмосилікатні склокристалічні матеріали, бронеелемент, ударостійкість, швидкість розповсюдження хвиль, фізико-хімічні властивості

Анотація

Проведено аналіз світового досвіду у напрямку сучасних розробок високоміцних алюмосилікатних склокристалічних матеріалів, зокрема, при створенні полегшеної броні. Визначені тенденції та сучасний стан ринку склокераміки з 2019 до 2023 роки та встановлено збільшення попиту на склокристалічні матеріали технічного призначення. Визначено, що спрямованість  світового ринку склокераміки до фрагментації дозволить вітчизняним виробникам зменшити імпортозалежність та підвищити конкурентоспроможнісь вітчизняних склокерамічних матеріалів на  світовому ринку. Встановлено перспективність використання високоміцних алюмосилікатних склокристалічних матеріалів як основи при одержані елементів бронезахисту. Обрано критерії синтезу високоміцних бронеситалів. Обґрунтовано вибір оксидних систем для одержання захисних склокристалічних матеріалів, синтезовано модельні стекла та визначено технологічні параметри одержання ударостійких ситалів, які включають варку, формування, відпал та термічну обробку. Синтезовано модельні стекла та досліджено їх структуру в умовах термічної обробки у взаємозв’язку з фізико-хімічними властивостями матеріалів на їх основі. Встановлено, що розроблені склокристалічні матеріали на основі дисилікату літію характеризуються високими експлуатаційними властивостями і можуть бути використані при створенні сучасної броні. Встановлено, що розроблені високоміцні сподуменові склокристалічні матеріали в умовах низькотемпературної двостадійної термічної обробки характеризуються високими експлуатаційними властивостями та можуть бути використані як основа при розробці композиційного елементу індивідуального бронезахисту. Порівняльна оцінка експлуатаційних властивостей та техніко-економічних показників відомих керамічних та склокерамічних матеріалів для бронезахисту дозволила встановити конкурентоспроможність розроблених вітчизняних сподуменвмісних матеріалів як елементів індивідуального захисту.

Біографії авторів

Святослав Олександрович Рябінін, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Доктор філософії, науковий співробітник кафедри технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей

Артем Вячеславович Захаров, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат технічних наук – заступник завідувача науково-дослідної частини НТУ «ХПІ»

Антоніна Олександрівна Майзеліс, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Доктор технічних наук – старший дослідник, доцент кафедри технічної електрохімії

Ганна Вікторівна Притиченко, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Методист освітнього центру "Німецький технічний факультет"

Посилання

Grigorjan V. A., Kobylkin I. F., Marinin V. M., Chistjakov E. N. Materialy i zashhitnye struktury dlja lokal'nogo i individual'nogo bronirovanija [Materials and protective structures for local and individual armor] / pod red. V. A. Grigorjana. – M.: Izd. RadioSoft, 2008. – 406 Р.

DSTU 8782:2018 Zasoby indyvidualnoho zakhystu. Bronezhylety. Klasyfikatsiia. Zahalni tekhnichni umovy./ Tekhnichnyi komitet standartyzatsii «Produktsiia spetsialnoho pryznachennia» 2018.

Ballistic Resistance of Personal Body Armor: NIJ Standard–2001.01.04 -Revision A – June 2001.

Technische Richtlinie «Ballistische Schutzklassen», Revisionen: Oktober 2008

«PSDB Body Armour Standards For UK Police», редакція 7/03, 2003 р.)

Legkie ballisticheskie materialy [lightweight ballistic materials] / Pod red. A. Bhatnagara; per. s. angl. pod obshh. red. S. L. Bazhenova. – M.: Tehnosfera, 2011. – 392 p.

The Science of Armour Materials / Edited by Ian G. Crouch. – Duxford: Woodhead Publishing, 2016. – 754 p.

Opportunities in Protection Materials Science and Technology for Future Army Applications / [E. L. Thomas, M. F. McGrath, R. C. Buchanan et al.]. – Washington: National Academies Press, 2011. – 176 p.

An Overview of Ceramic Armor Applications / William A. Gooch Jr. 6th technical conference idee 2004 Trenčín, Slovakia 6-7 may 2004. https://www.researchgate.net/publication/292398604_An_Overview_of_Ceramic_Armor_Applications

David N. V. Ballistic resistant body armor: contemporary and prospective materials and related protection mechanisms / N. V. David, X.-L. Gao, J. Q. Zheng // Applied Mechanics Reviews. – 2009. – Vol. 62, № 5. – 20 p.

Vargas-Gonzalez L., F. Speyer R., Campbell J. Flexural Strength, Fracture Toughness, and Hardness of Silicon Carbide and Boron Carbide Armor Ceramics // Applied Ceramic Technology. – 2010. –Vol. 7, № 5. – P. 643-651.

Loboda P. I. Structure and properties of superhard materials based on boride pseudobinary systems produced by the zone melting method / P. I. Loboda, Yu. I. Bogomol, M. O. Sysoev, G. P. Kysla // Journal of Superhard Materials. – 2006.

Vyshniakov L. R., Mazna O. V., Neshpor O. V. et al. Vplyv konstruktyvno-tekhnolohichnykh faktoriv na efektyvnist broneelementiv na osnovi keramiky [Influence of design and technological factors on the effectiveness of ceramic-based armor elements] // Problem prochnosty. – 2004. – № 6. – S. 128–135.

Myl'nikov V. V., Abrosimov A. A., Romanov I. D., Romanov A. D. Analiz materialov i ih svojstv, primenjaemyh dlja sredstv individual'noj bronezashhity [Analysis of materials and their properties used for personal armor protection] // Uspehi sovremennogo estestvoznanija. – Tehnicheskie nauki. – 2014. – № 9. – S. 143–147.

David N. V. Ballistic resistant body armor: contemporary and prospective materials and related protection mechanisms / N. V. David, X.-L. Gao, J. Q. Zheng // Applied Mechanics Reviews. – 2009. – Vol. 62, № 5. – 20 p.

Chastnye voprosy konechnoj ballistiki [Particular issues of finite ballistics] / Pod red. S. A. Grigorjana. – M.: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2006. – 592 p.

Hrytsenko H. D., Stepanov S. S., Sliusarenko O. I. [et al.]. Zakhyst lehkobronovanoi tekhniky: problemy ta perspektyvy pidvyshchennia bronezakhystu [Protection of lightly armored vehicles: problems and prospects for increasing armor protection] // Visnyk NTU "KhPI". – Kharkov: NTU "KhPY", 2007. – Vyp. 4. – P.44–54.

Busjak Ju. M., Tkachuk N. A., Vasil'ev A. Ju. [et al.]. Obshhie podhody k ocenke i obespecheniju zashhishhennosti bronekorpusov legkih po masse mashin [General approaches to assessing and ensuring the protection of light armored hulls based on the mass of vehicles] // Іntegrovanі tehnologії ta energozberezhennja. – Harkіv: NTU "HPІ", 2014. – Vip. 3. – S.154–163.

Ramisetty Mohan. Transparent polycrystalline cubic spinels protect and defend / Mohan Ramisetty, Suri Sastri, Uday Kashalikar, Lee M. Goldman [et.al] // American Ceramic Society Bulletin. – 2013. – Vol. 92, № 2. – Р 20–25.

Pat. 5060553, USA. Armor materials / Ronald W. Jones; Ceramic Developments (Midlands), Ltd. – 1991.

Perspektyvy naukovo-tekhnolohichnoho zabezpechennia oboronno-promyslovoho kompleksu Ukrainy: Informatsiino-komunikatyvnyi zakhid (Kyiv, 22-23 veresnia 2015) [Prospects of scientific and technological support of the defense-industrial complex of Ukraine: Information and communication event (Kyiv, September 22-23, 2015)] / vidp. red. V. S. Shovkaliuk. – K.: TOV «Mizhnarodnyi vystavkovyi tsentr», 2015. – 248 p.

Pat. US 2005/0119104 А1, IPC7 B32B 9/00. Protection from kinetic threats using glass-ceramic material / R. Alexander, A. Nachumi, S. Raichel. – № 10/928,723; filed 30.08.2004; date of patent 02.06.2005. – 15 р.

Pat. US 2015/0274581 А1, C03C 10/0027, C03C 2204/00. High sthrength glass-ceramics having lithium disilicate and beta-spodumene structures / G. H. Beall, Qiang Fu, L.A. Moore, L. R. Pinckney, Ch. M. Smith – № 14/474,78; filed 02.09.2014; date of patent 01.10.2015. – 10 р.

Savvova O.V., Fesenko O.I., Voronov H.K., Riabinin S.O. Features of the formation of nanostructure in lithium-aluminium-silicate glass–ceramic materials at the initial stages of nucleation // Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii. – 2020. – Vol. 18, № 4. – P. 889–902.

Savvova O., Voronov H., Fesenko O., Riabinin S., Tymofieiev V. High-strength glass-ceramic material with low temperature formation // Chemistry and Chemical Technology. – 2022, Vol. 16, № 2. – P. 337–344

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-01-15