El silicio agregado al carburo de boro hace que la armadura corporal sea más resistente a los impactos

El silicio agregado al carburo de boro hace que los chalecos antibalas sean más resistentes a los impactos
El carburo de boro es un material comúnmente utilizado para fabricar chalecos antibalas, y el silicio se agrega al carburo de boro para hacer que los chalecos antibalas sean más resistentes a los impactos
Vista de primer plano de los cristales de carburo de boro (Imagen: Texas A&M College of Engineering)
El estudio realizado por investigadores de la Universidad de Texas A&M se ha publicado en Science Advances.
«Durante los últimos 12 años, los investigadores han estado buscando formas de reducir el daño causado por el impacto de las balas de alta velocidad en armaduras hechas de carburo de boro», dijo Kelvin Y. Xie, Ph.D., profesor asistente en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales. . «Nuestro trabajo finalmente aborda esta necesidad insatisfecha y es un paso hacia el diseño de chalecos antibalas avanzados que defenderán contra armas más poderosas en combate». Descripción de la estructura de la armadura balística
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El carburo de boro se llama «diamante negro» y su dureza es superada solo por el nitruro de boro cúbico. A diferencia del hidruro de boro cúbico, se dice que el carburo de boro es más fácil de producir en masa que otros materiales para armaduras, como el carburo de silicio, y es más rígido y liviano, lo que lo hace ideal para chalecos antibalas y otras armaduras.
Según la Universidad de Texas A&M, la principal desventaja del carburo de boro es que se descompone rápidamente cuando se somete a impactos de alta velocidad.
«El carburo de boro es realmente bueno para detener balas que viajan a 900 metros por segundo, por lo que puede detener efectivamente la mayoría de las balas de pistola», dijo Xie en un comunicado. «Pero si se excede esta velocidad crítica, el carburo de boro pierde repentinamente su rendimiento balístico y se vuelve menos efectivo».
armadura a prueba de balas
Los científicos saben que la vibración de alta velocidad hace que el carburo de boro experimente una transición de fase, en la que un material cambia su estructura interna y asume dos o más estados físicos simultáneamente. El impacto de la bala transforma los átomos de carburo de boro del estado cristalino sistemáticamente ordenado al estado vítreo desordenado. Este estado similar al vidrio debilita la integridad del material en el punto de contacto entre la bala y el carburo de boro.
Xie dijo: «Cuando el carburo de boro experimenta una transición de fase, el estado vítreo crea un camino para la propagación de grietas. Por lo tanto, cualquier daño local causado por el impacto de una bala puede propagarse fácilmente por todo el material y causar más y más daño».
El trabajo previo que utilizó simulaciones por computadora predijo que agregar pequeñas cantidades de otros elementos, como el silicio, podría hacer que el carburo de boro fuera menos frágil. Xie y su grupo investigaron si agregar pequeñas cantidades de silicio también reducía la transición de fase.