Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Schutzkeramik aus feinkristallinem Mg-Al-Spinell (ca. 10 x 10 cm2, 5 mm dick)
Sub-µm-Gefüge von transparenter Spinell-Keramik: mittlere Korngröße 0,42 µm nach Sinterung (HIP) bei 1360 °C. Härte HV10 ≈ 15 GPa.
Flächengewicht zum Stoppen eines Projektils (vp = 850 m/s, AP-Projektil; Messungen: EMI Freiburg): Daten für Panzerglas / Glaskeramik und verbesserte Schutzwirkung durch dünne Frontscheiben aus Einkristall oder Keramik. Überlegenheit feinkristalliner Sinterkeramiken (Sub-µm-Al2O3, Spinell) gegenüber Saphir.
Verbesserte Schutzwirkung und Transparenz durch feinkristalline Gefüge
Defektarme Verarbeitungstechnologien ermöglichen die Herstellung klar durchsichtiger Sinterkeramiken höchster Schutzwirkung.
Vorteile
- Al2O3 -Keramik mit Sub-µm-Gefüge ist der härteste bekannte transparente Schutzwerkstoff: Er verbindet eine Härte HV10 > 20 GPa mit einer wahren In-Line-Transmission (640 nm, ~ 0.5° Apertur) RIT ≈ 70-80% (für Dicke ~ 1 mm).
- Das nicht-kubische Kristallgitter des Al2O3 führt allerdings zu Streuverlusten und mit der Dicke abnehmender Transparenz. Dies vermeiden fein-kristalline Spinell-Keramiken hoher Härte (HV10 = 14-16 GPa), die selbst bei größerer Dicke klar-durchsichtig bleiben.
- Solch feinkristalline Spinell-Keramik zeigt im Durchschuss-Test eine dem härtesten Sinterkorund gleichwertige Schutzwirkung und ist damit selbst Saphir überlegen
Leistungsangebot
- Verfahrensentwicklung transparenter Sinterkeramiken für ballistischen Schutz, Untersuchungen zum Upscaling
- Anwendungsorientierte weiterführende Werkstoffentwicklung
- Problemorientierte Untersuchungen zur ballistischen Schutzwirkung in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik (Ernst-Mach-Institut) Freiburg i.Br.