• 한국정밀공학회지
• /
• 제22권7호
• /
• pp.7-18
• /
• 2005

• International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
• /
• 제8권4호
• /
• pp.38-44
• /
• 2007

Combat vehicles are frequently maneuvered in battlefields when the lives of combatants are being threatened. These vehicles are important elements that influence the consequences of a battle. Their armor must be lightweight and provide excellent protection to ensure successful operations. Ceramic composite armor has recently been developed by many countries to fulfill these requirements. We reviewed previous research to determine an effective armor design, and then fabricated a composite armor structure using $Al_2O_3$ and glass fiber-reinforced polymer. Specimens were manufactured under controlled conditions using different backing plate thicknesses and bonding methods for the ceramic layer and the backing plate. The penetration of an armor-piercing bullet was evaluated from ballistic protection tests. The bonding method between the ceramic layer and the fiber-reinforced polymer influenced the ballistic protection performance. A bonding layer using rubber provided the best protection.

• Composites Research
• /
• 제22권4호
• /
• pp.50-53
• /
• 2009

이 논문은 주로 방탄재료 중에서 세라믹재료를 바탕으로 한 개인용 방호장비와 헬리콥터용 방탄장비 등 재료의 무게가 중요한 부위에 사용되어지는 재료에 대하여 서술하였다. 세라믹 방탄재료는 원자번호가 작은 보론이 4개원자가 포함되어있고 탄소원자가 1개 들어있는 화합물인 $B_4C$를 근간으로한 재료이기 때문에 무게가 굉장히 적게 나간다. 그러나 이 재료는 용융옹도가 높아 높은 온도에서 소결되어야하고, 소결말도가 높아야 제대로 물성이 나오기 때문에 잘 소결할 수 있도록 하기 위하여 소결조제를 사용하던지 일축 가압소결을 하던지 분말사이즈를 조절하여 쉽게 소결하는 방법을 사용하던지 하여 제품을 만든다.

• 한국재료학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.43-51
• /
• 2019

Nacre of abalone shell features a "brick-and-mortar" microstructure, in which micro-plates of calcium carbonate are bonded by nanometers-thick layers of chitin and proteins. Due to the microstructure and its unique toughening mechanisms, nacre possesses an excellent combination of specific strength, stiffness and toughness. This study deals with the possibility of using nacre fragments obtained from abalone shell for making a bulletproof armor system. A composite plate laminated with abalone shell fragments is made and compression and bend tests are carried out. In addition, a bulletproof test is performed with hybrid armor systems which are composed of an alumina plate, a composite plate, and aramid woven fabric to verify the ballistic performance of nacre. The compressive strength of the composite plate is around 258.3 MPa. The bend strength and modulus of the composite plate decrease according to the plate thickness and are about 149.2 MPa and 50.3 GPa, respectively, for a 4.85 mm thick plate. The hybrid armor system with a planar density of $45.2kg/m^2$, which is composed of an 8 mm thick alumina plate, a 2.4 mm thick composite plate, and 18 layers of aramid woven fabric, satisfy the NIJ Standard 0101.06 : 2008 Armor Type IV. These results show that a composite plate laminated with abalone shell fragments can be used for a bulletproof armor system as an interlayer between ceramic and fabric to decrease the armor system's weight.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.170-176
• /
• 2006

Multi-layered laminate made of ceramic/composite have been developed to prevent penetration by high velocity impact. In this study, three-layered plates consisted of 1) cover layer (glass fiber reinforced polymer), 2) $Al_{2}O_{3}$, ceramic plate, and 3) backing plate (glass fiber reinforced polymer) were fabricated with various conditions and tested for their ballistic protection characteristic. The ceramic composite laminates, with thin backing plate, were completely penetrated by armor piercing projectile. The plate with inserted rubber between ceramic and backing plate showed excellent ballistic protection, though completely penetrated by the second shoot.

• Composites Research
• /
• 제18권6호
• /
• pp.48-53
• /
• 2005

본 연구에서는 방탄물성이 매우 우수한 알루미나-실리카계 방탄재료(PL-8)의 방탄물성을 향상시키기 위해 성형압력 및 소결온도를 변화시켰다. 물리/기계적 물성을 측정 한 후 성형작약(HEAT)/운동에너지(KE)탄에 대한 방탄물성을 측정하여 분석하였다. 그 결과 소결온도 $1235^{\circ}C$에서 성형작약탄에 대한 방탄물성이 가장 높았으며 기 개발된 알루미나-실리카계 방탄재료 (PL-8)에 비해 $22\%$ 방탄물성이 향상되었다.

• Composites Research
• /
• 제18권6호
• /
• pp.40-47
• /
• 2005

본 연구에서는 세라믹 방탄재료개발을 위해 가장 경제적이고 방탄물성이 높은 알루미나를 기본으로 하여 압축-팽창률이 높은 실리카를 첨가하여 방탄물성이 우수한 세라믹 방탄재료를 개발하고자 하였다. 3가지 조성을 선정하였으며 각각 조성에 적합한 소결온도를 설정하였다. 물리/기계적 물성을 측정한 후 K215 자탄을 기폭시켜 성형 작약(HEAT)탄에 대한 방탄물성을 측정하였으며, 30mm 고체추진포에서 10.7의 L/D비를 갖는 팅스텐 긴 관통자를 비행시켜 운동에너지(KE)탄에 대한 방탄물성을 측정하여 분석하였다. 그 결과 $46\%\;Al_2O_3\;-\;51\%\;SiO_2$가 가장 높은 방탄물성을 나타내었으며 알루미나에 비해 매우 우수한 방탄재료로 평가되었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제32권11호
• /
• pp.1016-1021
• /
• 2008

The development of the first wall whose major function is to withstand high neutron and heat fluxes is a critical path to fusion power. The materials database and the fabrication technology are being developed for design, construction and safety operation of the fusion reactor. The first wall was designed to consist of the plasma facing armor, the heat sink layer and the supporting plates. and Porous materials are of significant interest due to their wide applications in catalysis, separation, lightweight structural materials. In this study, the characteristics of the sintering process of SiC ceramic, $SiC_f$/SiC composite and porous $C_f$/SiC composite have been introduced order to study of the fusion blanket materials and heat-exchange pannel.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제40권8호
• /
• pp.777-783
• /
• 2003

B$_4$C/Al 복합체의 기계적 물성은 제조 과정에서 B$_4$C와 Al의 반응에 의한 반응생성물의 종류와 양에 의해서 결정되므로, 강하고 경량 소재로서의 특성이 요구되는 복합체를 만들려면 반응생성물을 조절할 필요가 있다. TiB$_2$는 알루미늄과 반응성이 거의 없고 B$_4$C보다 낮은 접촉각(100$0^{\circ}C$에서 85$^{\circ}$)을 가지고 있다. 그러므로 B$_4$C를 TiB$_2$로 코팅하면 B$_4$C/Al복합체를 함침법으로 제조하는 경우 알루미늄의 함침 온도를 낮출 수 있다. 본 연구에서는 TiB$_2$가 B$_4$C/Al 복합체의 미세구조와 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. TiB$_2$를 코팅한 B$_4$C 분말을 졸겔법을 이용하여 준비하였다. B$_4$C 입자에 코팅된 TiB$_2$ 입자 크기는 20-50 nm이었다. TiB$_2$를 코팅하고 제작한 B$_4$C/Al 복합체에는 l7wt%의 미반응 알루미늄이 남아있었고, 코팅하지 않고 제작한 것에는 l4 wt%가 남았다. 결과적으로 코팅하고 제작한 복합체는 코팅하지 않고 제작한 것보다 파괴인성은 높고 경도는 낮았으며, 이러한 결과에서 TiB$_2$가 알루미늄의 함침 온도를 낮추고 B$_4$C와 Al이 반응하는 것을 억제하고 있다는 것을 알 수 있었다.