Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Comparison of numerical and experimental study of armour system based on alumina and silicon carbide ceramics

Chabera P., Boczkowska A., Morka A., Kędzierski P., Niezgoda T., Oziębło A., Witek A.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2015

|

Vol. 63, nr 2

363--367

EN

The main goal of this numerical and experimental study of composite armour systems was to investigate their ballistic behaviour. Numerical simulations were employed to determine the initial dimensions of panel layers before the actual ballistic test. In order to achieve this aim, multivariate computations with different thicknesses of panel layers were conducted. Numerical calculations were performed with the finite element method in the LS-DYNA software, which is a commonly used tool for solving problems associated with shock wave propagation, blasts and impacts. An axisymmetric model was built in order to ensure sufficient discretization. Results of a simulation study allowed thicknesses of layers ensuring assumed level of protection to be determined. According to the simulation results two armour configurations with different ceramics have been fabricated. The composite armour systems consisted of the front layer made of Al2O3 or SiC ceramic and high strength steel as the backing material. The ballistic performance of the proposed protective structures were tested with the use of 7.62 mm Armour Piercing (AP) projectile. A comparison of impact resistance of two defence systems with different ceramic has been carried out. Application of silicon carbide ceramic improved ballistic performance, as evidenced by smaller deformations of the second layer. In addition, one of armour systems was complemented with an intermediate ceramic-elastomer layer. A ceramic-elastomer component was obtained using pressure infiltration of gradient porous ceramic by elastomer. Upon ballistic impact, the ceramic body dissipated kinetic energy of the projectile. The residual energy was absorbed by the intermediate composite layer. It was found, that application of composite plates as a support of a ceramic body provided a decrease of the bullet penetration depth.

2

Badania zwilżalności ceramiki SiO2 elastomerem uretanowomocznikowym

Boczkowska A., Paszewska A., Babski K., Kurzydłowski K. J.

Kompozyty

|

2007

|

R. 7, nr 1

32-36

PL

Opisano wyniki badań zwilżalności ceramiki SiO2 elastomerem uretanowomocznikowym, z której wytwarzane są infiltrowane kompozyty ceramiczno-elastomerowe. Kompozyty te posiadają strukturę perkolacji faz oraz charakteryzują się wyższą wytrzymałością na ściskanie niż porowata ceramika. Podczas ściskania zachowują kohezję i są zdolne do pochłaniania znacznej energii podczas odkształcenia. Ze względu na metodę wytwarzania kompozytów oraz pożądane silne połączenie między jego składnikami zwilżalność jest ważnym parametrem, decydującym o adhezji oraz o dobrym wypełnieniu porów przez reaktywną mieszaninę substratów, z których powstaje elastomer. W pracy zbadano zwilżalność pomiędzy ceramiką SiO2 a elastomerem za pomocą kąta zwilżania. W celu poprawy zwilżalności zastosowano silanowe promotory adhezji. Stwierdzono, że budowa chemiczna tych związków oraz sposób ich wprowadzenia wpływa na zwilżalność badanych materiałów. Przeprowadzone pomiary lepkości reaktywnych mieszanek poliuretanowych z dodatkami promotorów adhezji wskazują na znaczne zmiany lepkości, zależne od rodzaju wprowadzanego środka. Oceniono zależność pomiędzy kątem zwilżania a wytrzymałością na ściskanie kompozytu ceramika-elastomer. Na podstawie przeprowadzonych badań można wnioskować, że poprawa zwilżalności pomiędzy ceramiką a elastomerem wpływa na podwyższenie wytrzymałości na ściskanie infiltrowanych kompozytów ceramiczno-elastomerowych.

EN

The present work concerns the wettability of SiO2 ceramic by urea-urethane elastomer, that is used for production of infiltrated ceramic-elastomer composites. Such composites have a microstructure of percolated phases and improved compressive strength than porous ceramics. During compression they retain their cohesion with the ability to absorb deformation energy. Due to the manufacturing technology and desired high bonding between components, the wettability can be a significant factor that effects adhesion and promotes the filling of pores with liquid mixture of substrates. In this work the ceramics wettability by elastomer was investigated. In order to improve wettability, the coupling agents were used. The degree of wetting was estimated by measurement of the contact angle. It was found that chemical composition of this agents and method of their application, effect on wettability. It was found that viscosity varies significantly depending on the kind of a coupling agent used. The correlation between contact angle and compressive strength of composites was investigated. It was found that the increase of wettability increases their compressive strength.

3

Stress relaxation in ceramic-elastomer composites

Konopka K., Boczkowska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

183-185

EN

The present paper describes the properties of ceramic-polymer composites obtained via infiltration of porous SiC>2 by polynitrile-urea-urethane elastomer. The composites exhibit a high compression strength together with the ability to sustain large deformation. The presence of the elastomeric phase prevents the composite from rapid failure. The elastomer overlaps the ceramic skeleton and prevents the composite de-cohesion. The elasticity of the elastomer is responsible for the large deformation and the relaxation of stress. During the second and third compression tests the stress-strain curves are similar to the compression curve obtained for the elastomer. No significant differences in the microstructures were found in the composites with and without coupling agent. However, the composites with coupling agents have higher mechanical strength and a shorter time of stress relaxation.

PL

W pracy badano kompozyty ceramika-elastomer uzyskane metodą infiltracji porowatych kształtek ceramik SiC>2 elastomerem nitrylomocznikowouretanowym. Uzyskane kompozyty wykazują wysoką wytrzymałość na ściskanie i jednocześnie osiągają duże odkształcenia. Badane kompozyty zachowują spójność, na skutek ściskania, nawet wówczas, gdy pod wpływem naprężeń ściskających pęka ceramiczny szkielet. Po przekroczeniu wytrzymałości ceramicznej osnowy naprężenia ściskające przenoszone są przez elastomer ulegający odkształceniom wysokoelastycznym. Elastomer jest odpowiedzialny za relaksację naprężeń w materiale. W kolejnych próbach ściskania zmiany naprężenia w funkcji odkształcenia odpowiadają zmianom uzyskanym dla próbki elastomerowej. Nie zaobserwowano różnic w mikrostrukturach kompozytów uzyskanych bez i z zastosowaniem promotora adhezji w procesie wytwarzania kompozytu. Natomiast stwierdzono, że kompozyty w których zastosowano promotor adhezji uzyskują wyższe wartości wytrzymałości na ściskanie i krótszy czas relaksacji naprężeń.

4

Charakterystyka kompozytu Si02 z elastomerem przeznaczonych do pracy pod obciążeniem ściskającym

Konopka K., Boczkowska A., Wasilewski Ł., Szafran M.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 1

23-26

PL

Przedmiotem badania są opracowane przez autorów kompozyty cera-mika-polimer uzyskane metodą infiltracji porowatego tworzywa ceramicznego elastomerem. Wprowadzenie elastomeru do kruchej ceramicznej osnowy pozwala stosować tak powstały kompozyt jako tzw. "szok absorber" do tłumienia i wygaszania energii uderzeń. Artykuł przedstawia analizę możliwości pracy kompozytów cera-mika-elastomer pod działaniem wielokrotnych obciążeń ściskających. Przeprowadzono opis makroskopowych i mikroskopowych efektów działania obciążenia ściskającego na materiał wraz z rejestracją zmiany naprężenia w funkcji obciążenia w próbach wielokrotnego ściskania. Próby ściskania oraz obserwację makroskopowe i mikroskopowe wskazują że kompozyty ceramika-elastomer przenoszą obciążenia ściskające zachowując spójność pozwalającą na ich dalszą pracę. Potwierdzają to kolejne próby ściskania, w trakcie których materiał przenosił naprężenia, chociaż o znacznie niższych wartościach niż przy pierwszym ściskaniu.

EN

Ceramic-polymer composites have been obtained via infiltration of porous Si02 by elastomer. Such composites have potential for being new class of construction and functional materials especially, as shock absorbing material. In paper the analysis of composites behave in cycling loading is presented. The results show that composites exhibit a high compression strength together with ability to sustain large deformations. After compression tests samples are not destroyed however, the cracks are visible. The presence of elastomeric phase prevents the composite from rapid failure.