O teste balístico é uma condição dinâmica usando um projétil, cujo impacto introduz um pulso de energia no material que então viaja para a face livre oposta. Os sistemas de proteção balística modernos geralmente incorporam materiais cerâmicos para impedir o projétil e podem ser colados a uma placa de apoio.
A diferença de impedância entre a cerâmica e o adesivo afeta a quantidade de energia refletida da face sem a cerâmica. Um adesivo de baixa rigidez tem uma impedância muito menor do que a cerâmica e resultará em mais energia sendo refletida de volta na cerâmica durante o estágio inicial do evento balístico, resultando em mais danos à cerâmica.
Assim, há vantagens em se utilizar um adesivo mais rígido que consiga transmitir maiores quantidades de energia para longe da cerâmica e que também proporciona maior sustentação à cerâmica durante o impacto. Usar um adesivo rígido, como epóxi, significa que a energia transmitida à camada adesiva é tipicamente dez vezes maior do que quando se usa um material de menor rigidez, como o poliuretano.
No entanto, para que o sistema de proteção funcione, a cerâmica deve permanecer ligada à placa de apoio e isso tem sido um problema com os adesivos mais rígidos. Além disso, há pouca pesquisa para orientar melhorias na adesão de cerâmicas a polímeros. Como resultados dos testes, quatro painéis compostos de alumina foram testados no total. Cada painel foi disparado uma única vez usando um projétil de 14,5 mm.
Os painéis tratados com laser demonstraram maior resistência aos danos do impacto. Os únicos ladrilhos que foram destacados foram aqueles imediatamente ao redor do local do impacto. A área danificada não era muito maior do que o buraco na camada composta frontal. As partes restantes no painel ainda estavam presas ao suporte e o painel ainda estava rígido. Ou seja, resistiram ao impacto. Os autores verificaram também que o material de suporte havia falhado e deixado fibras dentro da camada adesiva. Isso demonstra que a interface entre a cerâmica e a camada adesiva foi mais forte e mais resistente ao choque por impacto do que as outras interfaces.
Já para os painéis de carbeto de silício, três painéis foram testados Cada painel foi testado quatro vezes. Após o primeiro disparo, os disparos subsequentes estavam a um espaçamento de aproximadamente 100 mm do tiro anterior. Observou-se que o terceiro e quarto impacto nos painéis de controle tiveram menores áreas de danos na parte frontal do painel. Os autores afirmam que a bala não transmitiu tanta energia na superfície imediata da cerâmica e isso pode ser resultado de um tempo de permanência reduzido da bala.
O quarto impacto penetrou completamente no painel. Em comparação, o painel processado a laser demonstrou pouca mudança no dano observado na frente dos painéis. Ao contrário dos outros testes, o quarto projétil também foi parado dentro do painel. Como resultado, os desempenhos balísticos dos painéis de controle, reaquecidos e tratados com laser foram comparados para entender as diferenças nos danos sofridos. Após o teste, os autores realizaram uma avaliação qualitativa da área danificada e do local de falha da ligação adesiva.
Os painéis feitos das amostras de controle de alumina e carbeto de silício exibiram o maior grau de dano após o teste. Todos os painéis de alumina foram destacados da camada compósita/adesiva. Além disso, a diminuição da rigidez do painel também foi observada após cada impacto. O painel de carboneto de silício reaquecido mostrou pouca melhora em comparação com o controle.
Os painéis tratados com laser demonstraram a maior resistência aos danos dos impactos. O painel de alumina sofreu danos apenas no local do impacto e observou-se que era apenas ligeiramente maior do que o buraco causado pelo impacto da bala. O painel de carboneto de silício parou todas as quatro balas e permaneceu rígido durante todo o teste.
Embora os autores afirmem que seja necessário mais testes para confirmar a aplicabilidade geral desta pesquisa, eles indicam que os tratamentos a laser podem oferecer rotas comercialmente viáveis para melhorar a resistência da união adesiva e, portanto, o desempenho balístico da armadura de cerâmica com suporte de um material compósito.
Pesquisas referentes à proteção balística são de extrema importância na área da engenharia, tendo um impacto na segurança social e nos campos militares. A engenharia de materiais está muito presente neste ramo que tende a receber cada vez mais atenção das indústrias.
Postagens
