Fractografía y disipación de energía cinética en un panel balístico de cerámica/polímero sometido al impacto de un proyectil metálico

Abstract

En este trabajo se exploró el comportamiento y los mecanismos de daño de un panel laminado compuesto a partir de materiales poliméricos y cerámicos, ante el impacto de un proyectil metálico. Se realizó el diseño de un sistema con la cara de impacto en material cerámico (SiC), con respaldo elaborado en polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE), placas elaboradas con geometría cuadrada de 200 mm de lado y 5 mm de espesor, y cortes de tejido polimérico con iguales dimensiones de área. Se tomó como referencia el montaje de la norma (NIJ) Standard 0101.06 para el ensayo a impacto balístico; en el material cerámico se identificó la formación de cráter, fracturas y delaminación como mecanismos de falla predominantes, utilizando microscopia óptica y de barrido; en el material polimérico se observó fibrilación, torsión, fusión de fibras, delaminación y deformación cónica y posteriormente se analizaron las muestras empleando los modelos de balance de energía cinética de "Morye, Smith y de Retch e Ipson". El resultado evidenció que el arreglo con mayor influencia para disipar energía, es el panel elaborado con doble placa cerámica (SiC) y doble capa de tejido polimérico como respaldo.