방탄재료의 방탄성능은 MIL-STD-662F 규격에 명시된 방호한계속도(V-50)을 측정하여 평가하였으며, 시험과정 중 재료의 동적 변형 거동은 고속 카메라를 이용하여 격자면에 파손 현상이 투영된 상태를 촬영하여 가시화 시키는 기법으로 재료의 파손현상을 분석하였다. 양극산화 피막법(Anodizing) 및 표면경화처리(PVD)를 하여 알루미늄 및 티타늄 합금의 표면경도를 3, 4배 이상 증가 시켰으며, Al5083의 경우 양극산화 피막을 하지 않은 것에 비해 방호탄도한계를 최고 26$\percnt$ 이상 증가
방탄재료의 방탄성능은 MIL-STD-662F 규격에 명시된 방호한계속도(V-50)을 측정하여 평가하였으며, 시험과정 중 재료의 동적 변형 거동은 고속 카메라를 이용하여 격자면에 파손 현상이 투영된 상태를 촬영하여 가시화 시키는 기법으로 재료의 파손현상을 분석하였다. 양극산화 피막법(Anodizing) 및 표면경화처리(PVD)를 하여 알루미늄 및 티타늄 합금의 표면경도를 3, 4배 이상 증가 시켰으며, Al5083의 경우 양극산화 피막을 하지 않은 것에 비해 방호탄도한계를 최고 26$\percnt$ 이상 증가 시켰으며 1000m/s 이상의 탄자 속도에도 방호가능한 재료를 개발 하였다. 또한 양극산화 피막을 한 두께 1mm의 Al5083, Al6061에 5.56mm 보통탄을 이용하여(평균 발사속도: 959m/s) 완벽하게 방호되는 최대 적층수를 구해본 결과 21매임을 알 수 있었다. Al5083, Al6061은 국내에서 생산되는 재료이므로 현재 이용되는 방탄용 소재를 수입하는데 드는 비용을 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다. 섬유강화 복합재로는 Twaron/Dyneema/Twaron+$Al_2O_3$로 만든 방탄재의 경우, 제한중량이 한국군의 경우 1.1kg임에도 불구하고 5.56mm 보통탄(3.55g)을 사용한 방호탄도한계가 648m/s(FSP탄 기준700m/s이상)였다. 5.56mm FSP탄(파편 모의탄, 1.1g)으로 610m/s이상의 방호탄도 한계를 요구하는 미국의 헬멧 방호탄도한계 요구치 보다 훨씬 높은 값의 재료를 개발하였으며 이는 어느 누구도 쫓아 올 수 없는 세계최고 수준의 방탄 헬멧으로서 앞으로 방탄헬멧에 관한한 세계시장의 주도권을 잡으리라 기대된다. 본 연구를 통하여 다수의 연구원들을 배출 시켰으며, 연구에 관한 노하우와 각종 데이터를 축적하였다. 또한 실용신안등록(실용신안 명칭 : 방탄헬멧, 등록번호 : 제0247335호)을 취득하였고, 발명특허(특허 명칭 : 방탄용 양극산화 피막처리된 알루미늄 합금 및 이의 제조방법, 출원번호 : 10-2001-0023101)는 출원 마무리 단계에 있다. 그리고 국방부의 기존 경비정(현재 3500척 정도됨)의 장갑재료와 차기 고속정에 부착되는 장갑재료로서 제안서가 제출되어 해군에서 승인을 받았고, 한진 중공업에서 검토되고 있으며, 채택된다면 국방에 기여는 물론 관련 산업계에 큰 영향을 미치게 될 것이다. 더불어 고가의 방탄용 재료를 수입하데 드는 비용을 대폭 경감시킬 수 있다. 또 해외에 경방탄 재료가 사용되는 고속정, 초계정 등의 수출을 기대 할 수 있다.
Abstract▼
In this year research, contents of the study were divided into two parts. One is the development of face material to maximize the blunting effect. The other is experiment for examinig closely protection mechanism and theoretical approach. Many versatile experiments for variable face materials of
In this year research, contents of the study were divided into two parts. One is the development of face material to maximize the blunting effect. The other is experiment for examinig closely protection mechanism and theoretical approach. Many versatile experiments for variable face materials of fiber reinforced composite material were conducted. Especially, to increase hardness of surface, surface hardening treatments to coincide with each material were accomplished. In case of anodized aluminum alloy, anodizing was performed and in case of titanium alloy, PVD method was conducted. Because projectile and target were simultaneously deformed in quite short time, it is very difficult to analyze protection mechanism. In this research, we studied the perforation depth and the deformation of a target after high velocity impact test and the deformation of projectile after low velocity impact test. Resistance to penetration is determined by the protection ballistic limit(V-50), a statistical velocity with 50% probability for complete penetration. Fracture behaviors and ballistic tolerance, described by penetration modes, are respectfully observed at and above ballistic limit velocities, as a result of V-50 test and Projectile Through Plates (PTP) test methods. PTP tests were conducted with 0bliquity at room temperature using 5.56mm ball projectile. V-50 tests with 0bliquity at room temperature were conducted with projectiles that were able to achieve near or complete penetration during PTP tests. In this research, we accumulated the know-how regarding a research and a various data and produced research workers. Also utility registration (subject : Bullet-proof helmet, number: 0247335) was acquired, and invention patent was to apply patent beureau two years ago.(subject: anodizing the aluminum alloy for bulletproof and manufacture method, number: 10-2001-0023101) is to an application finishing phase. And proposal for the bulletproof material for next term patrol gunboat of the Ministry of National Defense (exist 3500) was adopted in NAVY, and currently it is investigated from the Han-Jin heavy industry. If it is adopted, the contribution to national defense will be increased and reduce the cost for high expense of bulletproof material. Also the export of patrol boat where the light bulletproof material is used will be able to expect.
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