Ballistic Impact Testing of Metal and Metal - Oxide Ceramic Layers

Abstract

Es wurden metallische Probenplatten aus Nickelbasislegierung sowie unverbundene Schichten aus Nickelbasislegierung und faserverstärkte Oxidkeramik unter senkrechtem Hartkörperaufprall getestet. Die verwendeten Projektile ebenfalls aus Nickelbasislegierung von ca. 7 g Gewicht trafen mit Geschwindigkeiten zwischen ca. 127 und 320 m/s auf. Die Restgeschwindigkeit konnte nur in 2 von 62 insgesamt durchgeführten Tests bestimmt werden. Deshalb konnte die Restenergie nicht gesichert dargestellt werden. Die eingespannten, quadratischen Prüfplatten aus Nickelbasislegierung hatten eine Wandstärke von 2.5 mm und ein Außenmaß von ca. 102 x 102 mm². Die aufgelegten, runden Keramikplatten hatten eine Wandstärke von 1.5 und 3.0 mm sowie einen Durchmesser von 70 mm. Die entwickelte und verwendete Prüfvorrichtung erlaubt die Einspannung der Metallprobe. Im Falle der Metall-Keramik-Schichtung wurden die Keramikproben über Metallfedern vor die Metallprobe gespannt. Es wurden für die Metallplaten wie die Aufbauten von Metall/Keramik die Durchbrechgeschwindigkeit (just-contained) bestimmt. Insgesamt wurde eine große Streuung der Ergebnisse beobachtet. Deren Ursache wurde dargelegt. --- Tests were performed on metal plates and back-to-back layers of metal plates with ceramic under perpendicular impact with hard bodies. The metal specimens were made out of nickel-base alloy, the ceramics layer out of oxide fibre reinforced ceramics. The nickel-base alloy projectiles had approx. 7 g weight; the velocities were varied between approx. 127 and 320 m/s. The residual velocity could only be determined in 2 out of 62 performed tests. The residual energy could not be established due to that fact. The nickel-base alloy plates were approx. 2.5 mm thick and 102 x 102 mm² in size. The ceramic layers were 1.5 and 3.0 mm thick, they had a diameter of 70 mm. The developed and applied test support clamped the metal specimens. In case of the metal-ceramics back-to-back layups, the ceramic layer was clamped on the metal specimen by metal springs. For both the metal plates and the back-to-back layers of metal plates with ceramic the just contained velocities were determined. The results in this test series showed a high scatter. The reason for this was outlined.