I. Compósitos cerâmicos em sistemas de proteção blindados
No campo de armamentos e equipamentos, os compósitos cerâmicos tornaram-se um dos materiais essenciais para os modernos sistemas de blindagem, devido às suas propriedades físicas e químicas únicas. Sua alta dureza, leveza e excelente resistência a impactos permitiram que ocupassem uma posição importante no projeto de proteção de plataformas de combate terrestres, marítimas e aéreas. Em termos de proteção de veículos blindados, a aplicação de compósitos cerâmicos aumentou significativamente a capacidade de sobrevivência desses veículos. Comparados à blindagem de aço tradicional, os compósitos cerâmicos possuem menor densidade, o que pode reduzir consideravelmente o peso da blindagem e melhorar a mobilidade do veículo.
Por exemplo, blindagens compostas que utilizam cerâmica de alumina ou carboneto de silício possuem dureza superior a 9 na escala de Mohs e podem resistir eficazmente à penetração de projéteis perfurantes e projéteis formados por explosões.
A resistência à corrosão dos materiais cerâmicos permite que eles tenham um excelente desempenho em ambientes marinhos, com uma vida útil superior a 20 anos, muito maior do que a dos materiais de proteção metálicos tradicionais.
No projeto de aeronaves militares, os compósitos de matriz cerâmica são usados para a proteção de componentes-chave, como a fuselagem e os bordos de ataque das asas.
II. Componentes cerâmicos resistentes a altas temperaturas em mísseis e motores de foguete
As cerâmicas de nitreto de silício (Si₃N₄) e carbeto de silício (SiC) ainda conseguem manter uma resistência à flexão superior a 400 MPa em um ambiente de alta temperatura de 1.600 °C, uma propriedade que as torna escolhas ideais para componentes de motores que operam em altas temperaturas.
Em aplicações de motores de mísseis, os compósitos de matriz cerâmica têm sido usados com sucesso na fabricação de pás de rotores de turbinas e revestimentos de câmaras de combustão.
A melhoria na eficiência propulsiva dos motores de foguete beneficia-se diretamente da aplicação de materiais cerâmicos avançados. Em uma série de testes realizados entre 2021 e 2023, a NASA confirmou que os bicos cerâmicos de alumina reforçada com zircônia (ZTA) apresentam excelente resistência ao choque térmico em um ambiente gasoso de alta temperatura de 3000 °C, com uma vida útil de 5 a 8 vezes maior do que a dos bicos metálicos tradicionais.
III. Cerâmica para placas à prova de balas e blindagem leve
No campo das placas à prova de balas, consolidou-se uma rota técnica dominada por alumina, carboneto de silício e nitreto de silício. De acordo com dados de testes de desempenho, as placas cerâmicas à prova de balas apresentam desempenho excepcional em termos de resistência à compressão, resistência à tração e resistência ao impacto, podendo suportar eficazmente ataques de balas de diversos calibres. Comparadas aos materiais metálicos tradicionais, as placas cerâmicas à prova de balas possuem uma significativa vantagem em termos de leveza, com uma redução de peso que varia de 30% a 50%, o que melhora consideravelmente a mobilidade e a capacidade de combate contínuo dos soldados.
As soluções de blindagem leve evoluíram da proteção de função única para a integração multifuncional. Nos equipamentos militares atuais, sob a premissa de garantir o desempenho de proteção, a blindagem composta de cerâmica reduziu com sucesso o peso total dos veículos blindados em 15% a 20%.