Ngoài sợi hiệu suất cao, gốm sứ, kim loại và vật liệu thông minh, sợi cacbon, vải không dệt polyetylen có trọng lượng phân tử cực cao (vải UD) và một số vật liệu ma trận tổng hợp cũng thường được sử dụng trong cấu trúc áo chống đạn. Chúng thường đóng vai trò là lớp phụ trợ hoặc hỗ trợ, cải thiện hiệu suất bảo vệ tổng thể và giảm trọng lượng.
1. Sợi carbon – Chất liệu-lớp đệm nhẹ, có độ bền cao
Mặc dù bản thân sợi carbon có khả năng bảo vệ đạn đạo hạn chế nhưng mô đun cao và mật độ thấp khiến nó trở thành vật liệu lớp đệm hoặc lớp đệm lý tưởng.
Nó thường được sử dụng trong áo giáp composite, được đặt phía sau các miếng gốm để hấp thụ năng lượng va chạm còn sót lại, ngăn ngừa vỡ tấm ốp lưng và giảm nguy cơ chấn thương do lực cùn.
Nó cũng có ứng dụng rộng rãi trong cấu trúc đạn đạo của trực thăng, xe tăng và tàu thủy; ví dụ, tấm composite lai aramid/sợi carbon có thể giảm hơn 30% trọng lượng so với tấm thép truyền thống.
2. Vải đơn hướng (Vải UD) – Một dạng sợi tiên tiến-có hiệu suất cao
Đây không phải là một loại vật liệu mới mà là một loại vải tổng hợp được tạo ra bằng cách sắp xếp một chiều các sợi polyetylen hoặc aramid có trọng lượng phân tử cực cao và cố định chúng bằng nhựa.
So với vải dệt thoi truyền thống, vải UD có độ căng sợi đồng đều hơn, hiệu suất truyền năng lượng cao hơn và độ bền kéo được cải thiện đáng kể.
Ở cùng mức độ bảo vệ, vải UD có thể giảm trọng lượng từ 20%-30% so với vải aramid truyền thống, khiến nó trở thành một trong những vật liệu chống đạn mềm nhẹ nhất và bền nhất hiện nay.
3. Ma trận nhựa và polyme – “Keo kết cấu” vô hình
Trong vải UD, vật liệu composite và các cấu trúc khác, nhựa nhiệt rắn (chẳng hạn như nhựa epoxy) đóng vai trò quan trọng trong việc liên kết các sợi và truyền ứng suất.
Các đặc tính của nhựa ảnh hưởng trực tiếp đến độ cứng tổng thể và khả năng tiêu tán năng lượng của vật liệu. Mặc dù không trực tiếp cung cấp khả năng bảo vệ "chống đạn" nhưng nó là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả của việc chống đạn.
4. Sợi tự nhiên (Ứng dụng lịch sử) – Nguyên mẫu ban đầu của áo chống đạn
Vào cuối thế kỷ 19, lụa nhiều-được sử dụng để làm áo chống đạn, có khả năng chịu được-đạn súng lục vận tốc thấp, nhưng loại này đắt tiền và có khả năng bảo vệ yếu nên đã bị loại bỏ dần.
Nghiên cứu hiện đại thỉnh thoảng khám phá vật liệu tổng hợp tơ nhện. Ví dụ, Đại học Trento ở Ý đã truyền graphene vào tơ nhện, đạt độ bền gấp 3,5 lần tơ nhện tự nhiên, cho thấy những ứng dụng tiềm năng nhưng việc sản xuất hàng loạt vẫn chưa bắt đầu.
5. Phụ gia tổng hợp mới – Chìa khóa để nâng cao hiệu suất gốm sứ
Trong quá trình thiêu kết gốm chống đạn, bột phụ gia nhiều pha (như Y₂O₃, AlN, v.v.) được thêm vào để tối ưu hóa cấu trúc hạt, cải thiện mật độ và tăng khả năng chống va đập.
Mặc dù các chất phụ gia vi lượng này không tạo thành lớp chống đạn một cách độc lập nhưng chúng rất quan trọng để nâng cao hiệu suất bảo vệ của-gốm sứ cao cấp như cacbua silic và cacbua boron.
