धातु फोम | आधुनिक युद्ध अनुप्रयोगों के लिए बैलिस्टिक सुरक्षा प्रणालियों का अनुसंधान एवं विकास

बैलिस्टिक क्या है?सामग्रीइसका उपयोग कहां किया जाता है?
सबसे आम कठोर कवच का उपयोग होगाचीनी मिट्टीप्लेटें अवरोधक के रूप में काम करती हैं, लेकिन सिरेमिक प्रभाव पर बिखर जाती है और निरंतर युद्ध के लिए अपनी ऊर्जा खो देती है। अधिकांश धातु प्लेट कवच में गोलियों के प्रभाव पर छिटकने की एक ही समस्या होती है। ये टुकड़े कवच पहनने वाले को चोट पहुँचा सकते हैं। पहनने वाले अपने चेहरे पर द्वितीयक कवच पैच लगाते हैं जो बहुत असुविधाजनक हो सकता है और व्यक्ति, कंपनी या सरकार पर लागत बढ़ा सकता है। विमान और उभयचर वाहनों जैसी हल्की लड़ाकू तकनीकों के विकास के साथ-साथ जमीनी बलों की गतिशीलता बढ़ाने की आवश्यकता के कारण बैलिस्टिक सामग्रियों की आवश्यकता होती है जो बैलिस्टिक प्रदर्शन में सुधार करते हुए कवच के वजन को कम करना जारी रखती हैं।
बैलिस्टिक शील्ड कई प्रकार और ग्रेड में उपलब्ध हैं। इन सामग्रियों का उपयोग कांच, वाहन कवच, शरीर कवच और ढाल की सुरक्षा के लिए किया जाता है। लेमिनेटेड प्लास्टिक शीट प्रमाणित सीलबंद ग्लास से लेकर तृतीयक बैलिस्टिक सामग्रियों तक सुरक्षा की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करती है। बैलिस्टिक सामग्री आमतौर पर कठोर होती है, लेकिन नरम भी हो सकती है। वे जटिल हो सकते हैं, जैसे कि केवलर, यूएचएमडब्ल्यूपीई, लेक्सन या कार्बन फाइबर कंपोजिट, या सरल, जैसे किअल्युमीनियम, स्टील, टाइटेनियम या अन्य मिश्र धातु।
प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, बैलिस्टिक बॉडी आर्मर में आमूलचूल परिवर्तन हुआ है। बुलेटप्रूफ अंडरशर्ट बाजार में क्रांति देखी जा रही है जो अधिक सुरक्षित और हल्का है। इसने कंपोजिट मेटल फोम (CMF) प्रौद्योगिकी के लिए एक नया युद्धक्षेत्र खोल दिया है, जो इसे कार बंपर से लेकर घुटने के प्रतिस्थापन तक की चिकित्सा प्रक्रियाओं के दायरे से बाहर ले गया है।
इसके लिए एकल या मिश्रित फोम धातु जिम्मेदार हैं - ये खोखले धातु के गोले के रूप में संरचनात्मक फोम हैं, जो बैलिस्टिक उपकरणों में एक कोर सामग्री के रूप में एम्बेडेड होते हैं, लेकिन कवच स्टील, सिरेमिक और फाइबरबोर्ड जैसे जटिल अनुप्रयोगों में मध्यवर्ती के रूप में भी होते हैं। फोम न केवल गोलियों और गोले के उच्च वेग के प्रभाव को रोकता है, बल्कि उन्हें पूरी तरह से कुचल भी देता है। यहां तक ​​कि कवच-भेदी गोलियां, जो विशेष रूप से कवच को चीरने के लिए डिज़ाइन की गई हैं, उन्हें भेद नहीं सकती हैं।
योद्धा के लिए, व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण में फोम धातु का उपयोग इस प्रकार है:

• सामान्य प्रयोजन बुलेटप्रूफ जैकेट
• सक्रिय फ्लोटेशन बुलेटप्रूफ वेस्ट
• निष्क्रिय फ्लोटिंग बुलेटप्रूफ वेस्ट
• सामरिक बैलिस्टिक हेलमेट
• बैलिस्टिक कंधे और साइड सुरक्षा कवच सेट
• छज्जा और रीढ़ की हड्डी की सुरक्षा के साथ
• बैलिस्टिक ढाल

भारी बख्तरबंद उपकरणों के साथ-साथ जीवन रक्षा गियर के लिए, फोम धातु का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• मिश्रित कवच बनाना
• वाहनों के लिए बारूदी सुरंग रोधी आधार प्लेट बनाना
• सैन्य ड्रॉप बॉक्स बनाना

फोम मेटल क्या है और इसके अविश्वसनीय गुण क्या हैं?
फोम धातु एक छिद्रयुक्त धातु सामग्री है जो धातु मैट्रिक्स में एक त्रि-आयामी जाल संरचना बनाती है। चूँकि इसमें कई छिद्र होते हैंधातु फोमछिद्रों का आकार, संख्या, एकरूपता, कनेक्टिविटी और सीलिंग इसके गुणों को प्रभावित करते हैं। फोम धातुओं के गुणों से निकटता से संबंधित मापदंडों में छिद्र का आकार, कुल छिद्रता, प्रभावी छिद्रता, घनत्व और विशिष्ट सतह क्षेत्र शामिल हैं।
फोम धातु, एक नई प्रकार की सामग्री के रूप में, जिसमें धातु के गुण और गैर-धातु सामग्री के कुछ विशेष भौतिक गुण दोनों हैं, अधिक से अधिक ध्यान आकर्षित कर रही है। फोम धातु के मुख्य गुण इस प्रकार हैं:

• अत्यंत हल्की सामग्री (आयतन का 75-95% भाग रिक्त स्थान से बना है)
• बहुत उच्च छिद्रता
• उच्च संपीड़न शक्ति और अच्छे ऊर्जा अवशोषण गुण
• कम तापीय चालकता
• अधिक शक्ति

फोम धातुओं के प्रभाव ऊर्जा अवशोषण सिद्धांत
निस्पंदन, शोर में कमी, इन्सुलेशन और उत्प्रेरक वाहकों के लिए व्यावसायिक रूप से उपयोग किए जाने के अलावा,धातु फोमऊर्जा अवशोषण के क्षेत्र में समग्र कवच प्रणालियों में अनुप्रयोग के लिए ये एक मजबूत उम्मीदवार हैं।
बैलिस्टिक सुरक्षा उपकरण के रूप में, फोम धातु एक हल्की, उच्च-शक्ति वाली फोमयुक्त सामग्री है जिसे ठोस धातु मैट्रिक्स में एम्बेडेड खोखले धातु के गोले का उपयोग करके निर्मित किया जाता है। इस सामग्री ने किसी भी अन्य धातु सामग्री की तुलना में उत्कृष्ट यांत्रिक गुण दिखाए हैं। फोम धातु के ये बेहतर गुण अर्ध-स्थैतिक लोडिंग की तुलना में उच्च बैलिस्टिक वेग प्रभावों पर ऊर्जा को तेज़ी से फँसाते हैं।
व्यावसायिक रूप से उपलब्ध ऊर्जा अवशोषक, जो आमतौर पर गतिज यांत्रिक ऊर्जा को एक लंबी दूरी पर अपेक्षाकृत स्थिर प्रतिबल पर संपीड़ित या विक्षेपित करके अवशोषित करते हैं, कुछ हद तक स्प्रिंगों के समान कार्य करते हैं, लेकिन वे वापस उछल जाते हैं, जिससे वे ऊर्जा अवशोषक के बजाय ऊर्जा भंडारण उपकरण बन जाते हैं।
धातु फोम की छिद्रपूर्ण संरचना उन्हें एक अद्वितीय तनाव-तनाव वक्र प्रदान करती है; एक बार जब लागू तनाव एक्सट्रूज़न पठार से अधिक हो जाता है, तो फोम लगभग 50-70% तनाव के लिए काफी स्थिर तनाव पर संपीड़ित होना शुरू कर देगा। तनाव/तनाव वक्र का विस्तार एक आदर्श ऊर्जा अवशोषक के व्यवहार को परिभाषित करता है।

फोम धातु शरीर कवच पर कैसे काम करती है?
फोम धातु बुलेट के टुकड़ों को फंसाने और आपको किसी भी द्वितीयक क्षति से बचाने के लिए सिद्ध हुई है। अधिकांश सैन्य बॉडी आर्मर बैक लेयर के रूप में केवलर जैसी सामग्री का उपयोग करते हैं, जिसे आमतौर पर III-A रेट किया जाता है और यह अपने आप ही हैंडगन राउंड को रोक देगा। नरम कवच ऊर्जा को नष्ट करके गोलियों को रोकता है, और चूंकि अधिकांश हैंडगन की गोलियां राइफल की गोलियों जितनी तेज नहीं होती हैं, इसलिए आपको बस उन्हें धीमा करने की आवश्यकता होती है ताकि वे आपकी त्वचा में प्रवेश न करें। फोम धातु की परत उच्च ऊर्जा वाली गोलियों के लिए बॉडी आर्मर का शॉक एब्जॉर्बर है, जिन्हें रोकने के लिए कठोर कवच की आवश्यकता होती है।धातु फोमठोस घटकों की तुलना में टक्कर ऊर्जा को बहुत कम कुशलता से स्थानांतरित करता है। प्रभाव के क्षेत्र में, फोम आसानी से टकराने वाली वस्तु के अनुरूप हो जाता है। यह प्लास्टिक विरूपण स्थानीय रूप से यांत्रिक ऊर्जा को अवशोषित करता है। किसी भी मामले में, टक्कर ऊर्जा का बहुत कम हिस्सा ठोस द्वारा अवशोषित किया जाता है। कुछ लोग नरम कवच के पीछे एक तीसरी परत भी जोड़ना चुनते हैं, जिसे ट्रॉमा पैड कहा जाता है। यह गैर-न्यूटोनियन द्रव और पैडिंग की परतों से बना एक पैड है। यह पहनने वाले पर गोली के प्रभाव को और कम करता है।