زره سرامیکی

زره پوش مورد استفاده در خودروهای زرهی و در زره های شخصی برای خواص ضعف آن است. حساسیت دولت ها به تلفات نظامی و مسئله بودجه های دفاعی، مهندسان را وادار کرده است تا به طور مستمر باتوجه به تغییر تهدیدات، سامانه پلاتفرم تجهیزات را منطبق کنند. یکی از این چالش های انطباق، ایجاد سطوح محافظتی با کمترین وزن ممکن در یک نبرد است که این امر با علم مواد، فناوری ها و فیزیک ادغام شده است. این سامانه های حفاظتی باید طیف وسیعی از تهدیدات مانند آتش مستقیم گلوله، خرج های انفجاری، بمب های کنار جاده ای و دستی و مین های زمینی را فراهم کند.
زمانی که سربازها از یک خودروی حفاظت شده خارج می شوند و اسقرار میابند، نیاز است تا بدن آن ها با یک زره سبک حفاظت شود به طوری که بتوانند فعالیت آزادانه داشته باشند و در دمای بالا و ارتفاعات بتوانند تجهیزات خود را به راحتی حمل کنند.
خودروهای نظامی به طور سنتی زرهشان از ورق های فولادی پر استحکام ساخته می شود. مواد کامپوزیتی سرامیکی تا حد زیادی به جای فولاد به عنوان زره غیر ساختاری در پوشش های مدرن بکار گرفته می شوند.
مزیت عمده ای که سرامیک ها دارند این است که نسبت به فلزها به طور قابل توجهی وزن پایین تری دارند و فضای کمتری اشغال می کنند که این باعث صرفه جویی در وزن به مقدار بیش از ۵۰٪ است.
امروزه مهم ترین مواد سرامیکی برای حفاظت بالستیکی ( حفاظت در برابر پرتابه ها مانند گلوله ها و… ) دو ماده ذیل هستند:
• آلومینیوم
• سیلیکون کاربید SiC
با توجه به نسبت قیمت به کارایی مطلوب، آلومینیوم برجسته ترین ماده در زمینه کاربرد زرهی می باشد. اما زمانی که وزن کمتر مورد نیاز باشد ( برای نمونه، کاربرد حفاظت شخصی و هلی کوپترها ) ممکن از سیلیکون کاربید هم استفاده شود.
علاوه بر این ویژگی ها مواد سرامیکی دیگری نیز به منظور حفاظت بالستیکی در نظر گرفته شده است:
• سیلیکون نیترید SN
• تیتانیوم بوراید
• آلومینیوم نیترید AlN
• سیالون ( سیلیکون آلومینیوم اکسی نیترید )
• سرامیک های تقویت شده با فیبر ( مثل C - SiC )
• کامپوزیت های سرامیک – فلز ( CMC )
با این حال با توجه به عملکرد بالای بالستیکی مواد اشاره شده، به دلایل مسائل اقتصادی، از لحاظ فنی نمی توان با آن ارتباط مطلوبی برقرار نمود.
به طورکلی ساختمان زره های کامپوزیتی سبک دارای سامانه چهار جزئی زیر است ( شکل ۱ ) :