Analyse van microscopische schademorfologie van kogelwerende materialen en overzicht van kogelinslagexperimenten

Momenteel algemeen gebruikte halffabrikaten voor kogelwerende producten omvatten hoogwaardige vezelstoffen, unidirectionele hoogwaardige vezelthermoplastische matrixcomposieten en hoogwaardige vezelstofgecoate stoffen (prepregstoffen). Hoogwaardige vezelstoffen omvatten para-aromatische polyamide effen geweven stof en ultrahoog moleculair gewicht polyethyleen effen geweven stof. Hoogwaardige vezel unidirectionele thermoplastische matrixcomposietmaterialen omvatten ultrahoog moleculair gewicht polyethyleenvezel hexeen of hexenyl thermoplastische matrixcomposietmaterialen (aangeduid als witte platen). En para-aromatische polyamidevezel/hexeen of hexenyl thermoplastische matrixcomposietmateriaal (aangeduid als gele film). Hoogwaardige vezelstofgecoate stoffen zijn over het algemeen para-aromatische polyamidevezelstofgecoate stoffen (prepregstoffen) en de gebruikte coating (of matrix) is over het algemeen fenolhars of taaiheid-gemodificeerde fenolhars.

Op basis van deze halffabrikaten kunnen ze door middel van combinatie worden verwerkt tot kogelwerende vesten en kogelwerende helmen. Voor zachte kogelwerende vesten (voor dagelijks gebruik) kan het over het algemeen worden gemaakt van een combinatie van para-aromatische polyamidevezelstof, gele films en witte films. Voor harde kogelwerende vesten (ook wel tactische kogelwerende vesten genoemd) met een hoger beschermingsniveau, wordt het gemaakt van keramische platen, kogelwerende stalen platen en composietlaminaten (verkregen door het warm persen van gele vlokken, witte vlokken of hoogwaardig vezelweefsel-gecoat doek). Gemaakt met een combinatie van hoogwaardig vezelweefsel, gele of witte vellen (geplaatst op de achterkant van het doelbord). Dat wil zeggen, op basis van het zachte kogelwerende vest wordt een geschikte harde kogelwerende plaat op de voorkant van de doelplaat aangebracht. Voor kogelwerende helmen worden ze over het algemeen gemaakt van hoogwaardige vezelgecoate stoffen door middel van het warm persen, of ze kunnen ook worden gemaakt van gele of witte vellen.

De belangrijkste bedreigingen die beschermd moeten worden, zijn fragmenten die geproduceerd worden door kogels met een stalen kern en een loodkern en fragmentatiewapens (verschillende granaten en artilleriegranaten) of secundaire fragmenten die geproduceerd worden na het raken van het doel. De beschermingsbedreigingen verschillen in verschillende situaties. Moderne oorlogsstatistieken laten zien dat individuele verwondingen op het slagveld voornamelijk veroorzaakt worden door fragmenten, dat wil zeggen dat fragmenten het belangrijkste beschermingsobject zijn voor militaire persoonlijke bescherming. Verschillende kogelwerende materialen hebben verschillende kinetische energieabsorptiemechanismen voor fragmenten en de resulterende vernietigingsmechanismen van kogelwerende materialen.

Dit hoofdstuk is gewijd aan uitgebreide elektronenmicroscopische observaties van de schadepatronen van verschillende vormen en combinaties van ballistische beschermingsmaterialen veroorzaakt door gesimuleerde fragmentatie en kogelinslagen met loodkern. Gecombineerd met de corresponderende ballistische experimentele gegevens worden de interactie tussen het projectiel en de doelplaat en de energieabsorptie en het microscopische schademechanisme van de doelplaat geanalyseerd. Op basis van observaties en experimenten werd het effect van hybridisatie op het verbeteren van de ballistische weerstand van composietmaterialen en gelamineerde stoffen doelplaten verder onderzocht.