Vitrocerâmicas para blindagens balísticas

Abstract

The use of ceramic materials in ballistic armor is considerable. Such materials can be very harder and lighter than metallic materials commonly used and it presents advantages to replace metallic materials when necessary toughness can be achieved. However, as SiC and Al2O3 ceramic, traditionally used for shielding, still have high manufacturing cost or low density do not have enough to shield applications such as aircraft. An alternative is the glass-ceramics, ceramics obtained by controlled crystallization of glasses, whose properties can be adjusted by choosing the chemical composition of glass, heat treatment of crystallization and special treatments such as ion exchange on the surface, resulting in increased mechanical strength . The objective of this project is to study the kinetics of crystallization of a glass composition based on cordierite (2MgO.2Al2O3.5SiO2), low density and high hardness, for the manufacture of glass-ceramics for ballistic tests. Shown in this report are results of heat treatment of crystallization and characterization by thermal analysis (DSC) glass obtained previously, indicating uneven distribution of crystals, and drying, weighing, mixing of raw materials and a new fusion of glass, the same composition

O emprego de materiais cerâmicos em blindagens balísticas é considerável. Tais materiais podem ser muito duros e mais leves que materiais metálicos comumente utilizados, podendo substituí-los com vantagem quando a tenacidade necessária pode ser alcançada. Entretanto, cerâmicas como SiC e Al2O3, tradicionalmente usadas para blindagens, ainda têm alto custo de fabricação ou não possuem densidade baixa o suficiente para aplicações como em blindagem de aeronaves. Uma alternativa são as vitrocerâmicas, cerâmicas obtidas pela cristalização controlada de vidros, cujas propriedades podem ser ajustadas através da escolha da composição química do vidro, do tratamento térmico de cristalização e de tratamentos especiais, como troca iônica na superfície, resultando em aumento da resistência mecânica. O objetivo do presente projeto é estudar a cinética de cristalização de um vidro de composição baseada na cordierita (2MgO.2Al2O3.5SiO2), de baixa densidade e elevada dureza, para a fabricação de vitrocerâmicas para ensaios balísticos. Neste trabalho são mostrados resultados de tratamentos térmicos de cristalização e caracterização por análise térmica (DSC) de um vidro previamente obtido, indicando distribuição irregular de cristais, e os processos de secagem, pesagem, mistura de matérias-primas e fusão de um novo vidro, da mesma composição. Observou-se que o material possui um grande potencial de aplicação comercial devido à viabilidade produtiva e por apresentar baixa densidade, elevada dureza e uma cristalização fina e volumétrica, fatores que aumentam as propriedades balísticas