Title

CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E MECÂNICA DE COMPÓSITOS À BASE DE SIC/AL₂O₃ PARA BLINDAGEM BALÍSTICA

PHYSICAL AND MECHANICAL CHARACTERIZATION OF SIC/Al₂O₃-BASED COMPOSITES FOR BALLISTIC ARMOR

Authorship

VELLOSO, MARCELLA CANDIDO; GARCIA, JULIANNA MAGALHÃES; NUNES, THAISSA SAMPAIO; ELTOM, AMAL ELZUBAIR; SENE, FRANK FERRER; LIMA, EDUARDO DE SOUSA

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NUNES, THAISSA SAMPAIO

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ELTOM, AMAL ELZUBAIR

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SENE, FRANK FERRER

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LIMA, EDUARDO DE SOUSA

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DOI

10.5151/2594-5327-42952

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Abstract

O aumento de conflitos e a demanda por proteção individual têm impulsionado o desenvolvimento de blindagens multicamadas. Este estudo investigou as propriedades físicas e mecânicas de compósitos cerâmicos à base de carbeto de silício reforçados com alumina, nas proporções de 15, 40, 50 e 60%, além de uma amostra com 100% de Al₂O₃. Foram realizados ensaios de densidade e porosidade aparente pelo método de Arquimedes, dureza Knoop e testes balísticos com projéteis de calibre 7,62 mm. As amostras sinterizadas apresentaram densidade relativa entre 68,2% e 96% da densidade teórica, com porosidade variando de 4,04% a 31,79%. A dureza Knoop situou-se entre 9 e 19 GPa, enquanto as reduções na velocidade residual dos projéteis variaram de 37% a 55%. Os resultados evidenciam a viabilidade técnica de compósitos leves e de alto desempenho, produzidos com materiais nacionais amplamente disponíveis, para aplicação em sistemas de proteção balística multicamadas.

THE INCREASING OCCURRENCE OF ARMED CONFLICTS AND THE GROWING DEMAND FOR PERSONAL PROTECTION HAVE DRIVEN THE DEVELOPMENT OF MULTILAYERED ARMOR SYSTEMS. THIS STUDY INVESTIGATES THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF SILICON CARBIDE (SIC)-BASED CERAMIC COMPOSITES REINFORCED WITH ALUMINA (AL₂O₃), IN COMPOSITIONS CONTAINING 15, 40, 50, AND 60% AL₂O₃, ALONG WITH A SAMPLE COMPOSED OF 100% AL₂O₃. APPARENT DENSITY AND POROSITY WERE MEASURED USING THE ARCHIMEDES METHOD, WHILE HARDNESS WAS EVALUATED VIA KNOOP INDENTATION. BALLISTIC TESTS WERE CONDUCTED USING 7.62 MM NATO PROJECTILES. THE SINTERED SAMPLES EXHIBITED RELATIVE DENSITIES RANGING FROM 68.2% TO 96% OF THE THEORETICAL DENSITY, WITH POROSITY VALUES BETWEEN 4.04% AND 31.79%. KNOOP HARDNESS VALUES RANGED FROM 9 TO 19 GPA, AND REDUCTIONS IN PROJECTILE RESIDUAL VELOCITIES VARIED BETWEEN 37% AND 55%. THE RESULTS CONFIRM THE TECHNICAL FEASIBILITY OF LIGHTWEIGHT AND HIGH-PERFORMANCE COMPOSITES, PRODUCED FROM WIDELY AVAILABLE NATIONAL MATERIALS, FOR APPLICATION IN MULTILAYER BALLISTIC PROTECTION SYSTEMS.

Keywords

Compósitos cerâmicos, carbeto de silício, alumina, propriedades físicas e mecânicas

Ceramic composites, silicon carbide, alumina, physical and mechanical properties