Vetro antiproiettile
Il vetro antiproiettile (anche noto come vetro balistico o armatura trasparente) è un tipo di materiale resistente ma otticamente trasparente che è particolarmente resistente alla penetrazione quando colpito da proiettili, ma come tutti gli altri materiali noti, non è completamente impenetrabile. Di solito è fatto da una combinazione di due o più tipi di vetro, uno fisso e uno morbido. Lo strato morbido rende il vetro più elastico, in modo che possa flettere invece di esplodere. L'indice di rifrazione per entrambi i vetri usati negli strati antiproiettile deve essere in grado di mantenere il vetro trasparente e consentire una chiara, non distorta vista attraverso il vetro. Il vetro antiproiettile ha uno spessore variabile tra 19 mm e 76 mm.[1]
Un altro metodo di costruzione, che sta diventando rapidamente popolare, è l'uso di laminati di sicurezza come una pellicola sulla superficie interna del vetro ordinario. Questo, quando legato con l'applicazione di un adesivo sensibile alla pressione e completamente indurito, fornisce una protezione simile al vetro antiproiettile multistrato. La chiarezza ottica è molto migliore e risulta senza tinta, con uno spessore e peso ridotti del 50-70%, e il processo può essere eseguito anche su finestre presistenti.
Indice |
Costruzione [modifica]
Il vetro antiproiettile è di solito costruito utilizzando policarbonato, termoplastica, e strati di vetro stratificato. L'obiettivo è di ottenere un materiale con l'aspetto e la trasparenza del vetro standard, ma con un'efficace protezione da armi leggere. Design in policarbonato sono di solito costituiti da Armormax, Makroclear, Cyrolon, Lexan o Tuffak, che utilizzano spesso due strati di vetro normale.[2] La capacità del vetro stesso di resistere ad urti viene migliorata dal processo di tempratura. Quando trattato con riscaldamento e raffreddamento o con processi chimici, il vetro diventa molto più forte. Il policarbonato ha generalmente uno dei due tipi di rivestimento per resistere all'abrasione: un rivestimento morbido che guarisce dopo essere stato graffiato (come elastomeriche a base di carbonio polimeri) o un rivestimento duro che impedisce graffi (ad esempio polimeri a base di silicio).[3]
La plastica nei progetti laminati offre anche la resistenza agli urti provocati da violenza fisica da martelli, asce, e così via. La plastica offre poco in termini di resistenza antiproiettile. Il vetro, che è molto più duro della plastica, appiattisce il proiettile, e la plastica si deforma, assorbendo il resto dell'energia e previene la penetrazione del proietto. La capacità dello strato di policarbonato di fermare proiettili con energia variabile è direttamente proporzionale al suo spessore, e vetro blindato di questo tipo può essere spesso fino a tre centimetri.[4]
Lastre di vetro laminato sono costruite da lastre di vetro legate insieme con polivinilbutirrale, poliuretano o etilene vinil acetato. Questo progetto è stato in uso regolare su veicoli da combattimento dalla seconda guerra mondiale, e risultava eccessivamente pesante.[5]
Standard test [modifica]
Materiali antiproiettili sono generalmente testati usando una pistola per sparare un proiettile da una distanza impostata nel materiale in uno schema impostato. Livelli di protezione si basano sulla capacità del bersaglio di arrestare un tipo specifico di proiettile che viaggia ad una velocità specifica. Gli esperimenti suggeriscono che il policarbonato non riesce a resistere alle basse velocità con proiettili di forma regolare rispetto a quelli irregolari (come ad esempio dei frammenti), in modo tale che i test eseguiti per i proiettili a forma regolare diano una stima prudente della sua resistenza.[6] Quando i proiettili non penetrano, la profondità dell'inicisione lasciata dall'impatto può essere misurata e legata assieme alla velocità del proiettile e allo spessore del materiale.[7] Alcuni ricercatori hanno sviluppato modelli matematici basati sui risultati di questo tipo di test per poterli aiutare a progettare un vetro antiproiettile per resistere a specifiche minacce previste.[8]
Effetti ambientali [modifica]
Le proprietà di un vetro antiproiettile possono essere influenzate dalla temperatura e da esposizione a solventi o radiazioni ultraviolette, di solito dalla luce solare. Se lo strato di policarbonato si trova sotto uno strato di vetro, ha una certa protezione dalle radiazioni UV a causa del vetro e strato adesivo. Inoltre, nel tempo il policarbonato diventa più fragile, perché è un polimero amorfo che si muove verso il suo equilibrio termodinamico.[9]
L'impatto di un proiettile su di un policarbonato a temperature inferiori a -7 °C a volte crea uno spall, ovvero alcuni pezzi di policarbonato si staccano e diventano essi stessi proiettili. Esperimenti hanno dimostrato che la dimensione dello spall è correlata allo spessore del laminato piuttosto che alla dimensione del proiettile. Lo spall inizia in alcuni punti superficiali dovuti alla flessione verso l'interno dello strato di policarbonato e le fessure si muovono "all'indietro", attraverso la superficie di impatto. È stato suggerito che un secondo strato interno di policarbonato può efficacemente resistere alla penetrazione da parte dello spall.[10]
Recenti progressi [modifica]
Ricercatori militari statunitensi stanno sviluppando una nuova classe di materiale oxynitride di alluminio che incorpora l'armatura (con nome commerciale: ALON) come strato esterno. È molto più leggero e rende molto di più rispetto al vetro tradizionale o ai laminati polimeri. Mediante la oxynitride di alluminio è possibile sconfiggere alcune minacce, come le armature di calibro .50 utilizzando materiale che non è eccessivamente pesante.[11] Vari tipi di altri materiali che assomigliano molto al vetro sono inoltre in fase di sviluppo.
Alcuni tipi di spinelli di ceramica (una classe di minerale) può anche essere utilizzato per armatura trasparenti per le loro caratteristiche di densità e durezza maggiore rispetto al vetro tradizionale. Questi nuovi tipi di armature sintetiche ceramici trasparenti possono permettere armature più sottili con la massima potenza frenante equivalente al tradizionale vetro laminato.[12]
Note [modifica]
- ^ (EN) Bertino, AJ, Bertino PN, Forensic Science: Fundamentals and Investigations, Cengage Learning, 2008, p. 407
- ^ (EN) Air Force testing new transparent armor Laura Lundin, Air Force Research Laboratory Public Affairs. 17 ottobre 2005.
- ^ (EN) Walley SM, Field JE, Blair PW, Milford AJ. The effect of temperature on the impact behaviour of glass/polycarbonate laminates.Int J Impact Engineering 30:31–52, 2004.
- ^ (EN) Gunnarsson CA, et al., Deformation and failure of polycarbonate during impact as a function of thickness. Proceedings of the Society for Experimental Mechanics (SEM) Annual Conference, June 1–4, 2009, Albuquerque New Mexico, USA
- ^ (EN) Shah, Q. H., Impact resistance of a rectangular polycarbonate armor plate subjected to single and multiple impacts. International Journal of Impact Engineering 36 2009
- ^ (EN) Chandall D, Chrysler J. A numerical analysis of the ballistic performance of a 6.35 mm transparent polycarbonate plate. Defence Research Establishment, Valcartier, Quebec, Canada. DREV-TM-9834, 1998.
- ^ (EN) Gunnarsson, C.A., Ziemski, B., Weeressoriya T, Moy, P. Deformation and Failure of Polycarbonate during Impact as a Function of Thickness. Proceedings of the SEM Annual Conference June 1–4, 2009, Albuquerque New Mexico USA
- ^ (EN) Cros PE, Rota L, Cottenot CE, Schirrer R, Fond C. Experimental and numerical analysis of the impact behaviour of polycarbonate and polyurethane liner.J Phys IV, France 10:Pr9-671 – Pr9-676, 2000.
- ^ Walley SM, Field JE, Blair PW, Milford AJ. The effect of temperature on the impact behaviour of glass/polycarbonate laminates. Int J Impact Engineering 30:31–52, 2004.
- ^ (EN) Walley SM, Field JE, Blair PW, Milford AJ. The effect of temperature on the impact behaviour of glass/polycarbonate laminates. Int J Impact Engineering 30:31–52, 2004.
- ^ (EN) Air Force testing new transparent armor Laura Lundin, Air Force Research Laboratory Public Affairs. October 17, 2005. Last accessed November 9, 2006.
- ^ (EN) Ceramic spinel as bullet proof glass
Voci correlate [modifica]
Altri progetti [modifica]
Commons contiene immagini o altri file su Vetro antiproiettile
 Portale Materiali: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di materiali |
