Desempenho balístico de estrutura multicamada a base de alumina/Epóxi

Abstract

Alumina é comumente utilizada em blindagens compostas, devido a sua maior disponibilidade e melhor relação custo/beneficio, comparadas as demais cerâmicas técnicas. No entanto, a alumina apresenta baixa tenacidade à fratura e esta propriedade esta relacionada à resistência a múltiplos impactos. Com o intuito de melhorar o desempenho balístico da blindagem, e consequentemente melhorar a durabilidade em campo, uma alternativa poderia ser utilizar cerâmicas multicamadas. Sendo assim, neste estudo foi avaliado o efeito do número de camadas de alumina (2 e 3 camadas) e da espessura da camada intermediaria (0,5 e 1 mm) da estrutura multicamadas à base de alumina/epóxi. Foi também avaliado o efeito da adição de fibra de vidro como material de reforço da camada de epóxi. As propriedades mecânicas das aluminas estudadas foram determinadas por meio de tenacidade à fratura em três pontos, módulo de elasticidade e microdureza Knoop. Não ocorreu variação significativa nas propriedades mecânicas com a redução da espessura da alumina. Foi realizado ensaio de resistência à flexão em três pontos, para as aluminas de 6, 3 e 2 mm de espessura e estruturas multicamadas. Com a redução da espessura ocorreu uma diminuição na resistência, devido ao aumento do defeito natural. O desempenho balístico dos painéis em mosaico de Al2O3/Al foi avaliado por meio de ensaio balístico DOP com projétil 7,62 mm perfurante, conforme norma NIJ 0108.01 (nível IV). Os resultados do ensaio balístico indicaram que, com o aumento do número de camadas, a resistência balística diminui, ou seja, a profundidade de penetração do projétil (DOP) aumenta. No entanto, comparando as estruturas de 2 e 3 camadas, com o aumento do número de camadas a área danificada diminui. Com o aumento da espessura da camada de epóxi a DOP diminuiu. A elevada espessura da camada de epóxi aumentou a parcela de fratura por esforço de flexão durante o impacto. As condições com 0,5 mm de epóxi apresentaram melhor desempenho, comparadas com as de 1 mm nas mesmas condições (mesmo número de camadas). As estruturas com adição de fibra de vidro não apresentaram melhoras comparadas as sem fibra nas mesmas condições.