내용요약


물리탄: B4C > SiC > TiB2 > Al2O3

화학탄: B4C > SiC=TiB2 > Al2O3

(방어 효율만 따짐)



출처

https://www.kci.go.kr/kciportal/ci/sereArticleSearch/ciSereArtiView.kci?sereArticleSearchBean.artiId=ART001158040


군갤에서 Ai 사용 금지되는 건 아는데 내용 이해하기 힘들고

알아도 어떻게 정리해야할지 몰라서 ai한테 작성맡김 ㅈㅅ.

그래도 검수해보니 내용은 논문하고 어느정도 일치함.




-실험 방법-

 실험 시편: 본 연구에서는 Al2O3 계열 3종(85%, 90%, 99%), SiC 계열 3종(반응결합(RS), 상압소결(SS), 고온가압소결(HS)), 그리고 TiB2 및 B4C 세라믹스를 사용했습니다.

 물리/기계적 물성 측정: 수침법으로 밀도를 측정하고, 초음파를 이용하여 포아송비와 영률을 구했습니다. 또한, 비커스 압흔(Vickers indentation) 기법으로 경도와 파괴인성을 측정했으며, 4점 꺾임강도시험을 통해 꺾임강도를 계산했습니다.

 방탄물성 측정: 30mm 고체추진포에서 텅스텐 긴 관통자를 비행시켜 KE탄에 대한 방호력을 측정했습니다. HEAT탄에 대한 방호력은 40mm K215 자탄을 기폭시키는 방식으로 측정했습니다.


-본론 설명-

물리/기계적 물성이 방탄 성능에 미치는 영향을 명확히 파악하기 위해, 물성 값을 밀도로 나눈 '밀도 대비 비(比)'를 적용하여 밀도의 영향을 배제하고 분석했습니다.

 분석 결과, 전반적으로 영률/밀도비, 경도/밀도비, 꺾임강도/밀도비가 증가할수록 방탄물성도 함께 증가하는 경향을 나타냈습니다.

 특히 재료의 종류와 무관하게 HEL(유고니어 탄성한계)/밀도비가 증가할수록 KE탄에 대한 방탄물성이 선형적으로 비례하여 향상되는 두드러진 특징이 확인되었습니다.

 반면 파괴인성/밀도비는 방탄물성과의 뚜렷한 상관관계를 보이지 않아, 방탄재료 개발 시 파괴인성은 크게 고려할 요소가 아닌 것으로 판단되었습니다.


-세라믹별 KE탄 및 HEAT(CE)탄 방호력 요약-

Al2O3 계열 (알루미나)

Al2O3 함량이 높아질수록(85% → 99%) 밀도 대비 영률, 경도, HEL 값이 상승하고 포아송비는 낮아집니다.

 이에 따라 밀도 대비 물리/기계적 물성이 높아지면 KE탄과 HEAT탄 양쪽 모두에 대한 방호력이 향상되는 일관된 결과를 보였습니다.

 SiC 계열 (탄화규소)

제조방법(RS, SS, HS)에 따라 물성이 달라지며, 밀도 대비 영률, 경도, 꺾임강도, HEL 값이 높아지면 KE탄에 대한 방호력은 대체로 증가했습니다.

 그러나 이와 반대로 HEAT탄에 대한 방호력은 오히려 감소하는 특이한 경향을 보였습니다. 이는 KE탄과 HEAT탄을 방어하기 위한 재료의 개발 방향이 서로 다르다는 것을 시사합니다.

 기타 재료 (TiB2 및 B4C)

B4C가 TiB2에 비해 밀도 대비 물리/기계적 물성(포아송비, 영률, 꺾임강도 등)이 더 우수한 것으로 나타났습니다.

 그 결과, B4C가 TiB2보다 KE탄 및 HEAT탄 양쪽 모두에서 더 높은 방호력을 발휘했습니다.