Le silicium ajouté au carbure de bore rend le gilet pare-balles plus résistant aux chocs

Le silicium ajouté au carbure de bore rend le gilet pare-balles plus résistant aux chocs
Le carbure de bore est un matériau couramment utilisé pour fabriquer des gilets pare-balles, et du silicium est ajouté au carbure de bore pour rendre le gilet pare-balles plus résistant aux chocs
Vue rapprochée des cristaux de carbure de bore (Image : Texas A&M College of Engineering)
L’étude des chercheurs de la Texas A&M University a été publiée dans Science Advances.
« Au cours des 12 dernières années, les chercheurs ont cherché des moyens de réduire les dommages causés par l’impact des balles à grande vitesse sur les blindages en carbure de bore », a déclaré Kelvin Y. Xie, Ph.D., professeur adjoint au Département. de science et génie des matériaux. . « Notre travail répond enfin à ce besoin non satisfait et constitue une étape vers la conception de gilets pare-balles avancés qui se défendront contre des armes plus puissantes au combat. » Description de la structure de l’armure balistique
Premier matériau auxétique synthétique pouvant être étendu aux gilets pare-balles et aux vêtements de sport L’analyse à l’échelle nanométrique des cheveux peut aider à créer de nouveaux gilets pare-balles
Le carbure de bore est appelé « diamant noir » et sa dureté est la deuxième seulement après le nitrure de bore cubique. Contrairement à l’hydrure de bore cubique, le carbure de bore serait plus facile à produire en masse que d’autres matériaux d’armure tels que le carbure de silicium, et est plus rigide et plus léger, ce qui le rend idéal pour les gilets pare-balles et autres éléments d’armure.
Selon la Texas A&M University, le principal inconvénient du carbure de bore est qu’il se décompose rapidement lorsqu’il est soumis à des impacts à grande vitesse.
« Le carbure de bore est vraiment bon pour arrêter les balles voyageant à 900 mètres par seconde, il peut donc arrêter efficacement la plupart des balles de pistolet », a déclaré Xie dans un communiqué. « Mais si cette vitesse critique est dépassée, le carbure de bore perd brutalement ses performances balistiques, devient moins efficace. »
armure pare-balles
Les scientifiques savent que les vibrations à grande vitesse entraînent une transition de phase du carbure de bore, au cours de laquelle un matériau modifie sa structure interne et adopte deux ou plusieurs états physiques simultanément. L’impact de la balle transforme les atomes de carbure de bore de l’état cristallin systématiquement ordonné à l’état vitreux désordonné. Cet état vitreux affaiblit l’intégrité du matériau au point de contact entre la balle et le carbure de bore.
Xie a déclaré: « Lorsque le carbure de bore subit une transition de phase, l’état vitreux crée un chemin pour la propagation des fissures. Par conséquent, tout dommage local causé par l’impact d’une balle peut facilement se propager dans tout le matériau et causer de plus en plus de dommages. . « 
Des travaux antérieurs utilisant des simulations informatiques ont prédit que l’ajout de petites quantités d’autres éléments, tels que le silicium, pourrait rendre le carbure de bore moins cassant. Xie et son groupe ont cherché à savoir si l’ajout de petites quantités de silicium réduisait également la transition de phase.