Пуленепробиваемое стекломожет быть закаленным стеклом, но пуленепробиваемое стекло ни в коем случае не является «просто» закаленным стеклом.
Точнее, в основной конструкции пуленепробиваемого стекла обычно имеется один или несколько слоев закаленного стекла, но его основная пуленепробиваемость обусловлена много-слойной структурой, особенно слоем полимерного материала в середине.
Роль и ограничения закаленного стекла
В конструкции пуленепробиваемого стекла закаленное стекло обычно используется как в качестве ударо--поверхности, так и в качестве задней поверхности.
Высокая твердость: закаленное стекло после термообработки имеет чрезвычайно твердую поверхность. При попадании пули этот слой твердого стекла может эффективно притупить головку пули, поглотить часть ее кинетической энергии и вызвать ее деформацию, не позволяя ей легко «просверлить» внутреннюю часть стекла.
Хорошая ударопрочность: по сравнению с обычным стеклом закаленное стекло имеет ударную вязкость в 3–5 раз выше и лучше выдерживает первоначальные удары.
Ограничение: если закаленное стекло имеет только один слой, оно все равно разобьется целиком при попадании пули. Хотя он распадается на мелкие частицы, которые вряд ли причинят вред людям, пули могут проникнуть сквозь него, и он вообще не имеет пуленепробиваемой функции.
Основная структура и принцип пуленепробиваемого стекла
Пуленепробиваемое стекло – это разновидность композитного многослойного стекла. Его типичная структура похожа на «сэндвич» или «тысяч-слоеный пирог»:
Твердый слой (обычно закаленное стекло) + мягкий вязкоупругий слой (полимерный материал) + твердый слой (закаленное стекло или обычное стекло)
Слой поликарбоната (ПК): это «душа» пуленепробиваемого стекла. Это чрезвычайно прочный прозрачный инженерный пластик с чрезвычайно высокой ударопрочностью и прочностью. Его функция – не упорно сопротивляться, а «преодолеть твердость мягкостью».
Когда затупленная пуля пробивает внешний слой закаленного стекла, она вступает в контакт с этим слоем поликарбоната.
Слой поликарбоната способен поглощать и рассеивать огромную кинетическую энергию пули, а также прочно «схватывать» или «обертывать» фрагменты пули за счет собственной деформации, не давая им проникнуть внутрь.
Межслойная пленка из поливинилацеталя (ПВБ): это широко используемый клейкий материал в процессах ламинирования, используемый для прочного соединения слоя стекла со слоем поликарбоната. Он также сам по себе обладает определенным эффектом поглощения энергии.
Процесс пуленепробиваемости можно понять так:
Внешнее закаленное стекло: твердое против твердого, притупляет боеголовку, поглощает часть энергии и разрушается.
Промежуточный полимерный слой (например, ПК): Мягкая адсорбция, использование прочности для поглощения оставшейся энергии, удержание пуль и мусора и предотвращение разбрызгивания.
Внутреннее стекло: обеспечивает дополнительную поддержку и твердость, служа последней линией защиты.
Чем выше уровень пуленепробиваемости, тем больше слоев имеет этот «сэндвич» и тем больше его общая толщина.
Заключение и метафора
Закаленное стекло входит в состав как «копья», так и «щита»: оно обеспечивает необходимую твердость и первоначальный расход энергии.
Полимерный слой (например, ПК) представляет собой «сетку»: это ядро сетки, которое действительно блокирует «пулю».
Итак, пуленепробиваемое стекло ≠ закаленное стекло, а пуленепробиваемое стекло ⊃ закаленное стекло (в том числе и закаленное стекло).
Хорошая метафора:
Одинарное закаленное стекло похоже на хрупкое и твердое печенье, которое разбивается при малейшем ударе.
Пуленепробиваемое стекло похоже на печенье Oreo: два печенья из твердого шоколада (эквивалент закаленного стекла) со слоем мягкого крема (эквивалент слоя поликарбоната) между ними. Вы можете легко сломать одно печенье, но очень сложно сломать целое печенье голыми руками, потому что крем в середине растягивается и поглощает энергию при воздействии силы.
Таким образом, хотя закаленное стекло является одним из важных материалов для производства высокоэффективных пуленепробиваемых стекол, само по себе оно не может обеспечить пуленепробиваемость. Пуленепробиваемость достигается за счет композитной структуры, созданной в результате совместной работы нескольких материалов.
