Résumés des thèses 2001
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La fabrication et performance balistique des plaques de blindages céramiques de carbure de silicium fritté sans pression
par : Capt. Charles D. St-Denis, M. Eng.
Directeur : Dr. W.T. Thompson
Résumé
Le personnel et véhicules des forces canadiennes sont exposés à des risques balistiques pendant leur déploiements opérationnels. Pour minimiser ces risques on peut placer des blindages additionnels sur les véhicules, mais ce poids additionnel impose un déficit sur le poids des provisions que l'on peut alors transporter. La tâche est de minimiser le poids des blindages additionnels, tout en maximisant la protection offerte. Le carbure de silicium offre une capacité supérieure pour l'arrestation d'un projectile balistique vis-à-vis l'attachement de plaques d'armure métallique sur ces véhicules. Cette investigation vise à déterminer si la fabrication de plaque de carbure de silicium par la méthode de frittage sans pression offre des avantages balistiques et économiques.
L'investigation est en deux parties, la fabrication des plaques balistiques par la méthode de frittage sans pressions, et l'évaluation de la performance balistique de ces plaques vis-à-vis les plaques disponibles à cet instant. La méthode de fabrication est de combiner une phase oxide d'yttrium et d'aluminium avec le carbure de silicium, qui sert à diminuer la température requise pour le frittage du carbure de silicium. La performance balistique a été déterminée par le Centre de recherche pour la défense Valcartier (CRDV), en utilisant leur laboratoire de petit calibre. La méthode est de tirer un projectile agressif sur la plaque, et déterminer la pénétration résiduelle dans un cylindre d'aluminium. La pénétration est comparée à celle observée pour un cylindre non protégé par une plaque céramique et la pénétration offerte par les plaques disponibles au marché. Des plaques en carbure de boron ont aussi été fabriquées, pour déterminer si ceux-ci offrent une protection efficace tout en minimisant le poids des plaques.
Les plaques de carbure de silicium produites par le frittage sans pression ont été démontrées à être moins efficaces comparé aux plaques de carbure de silicium disponibles. Les plaques frittées sans pressions sont toujours plus efficaces comparé au plaques fabriqués en oxyde d'aluminium. Les plaques de carbure de silicium n'ont pas de variations de performance balistiques pour des concentrations de la phase d'oxyde entre 8 à 18 pour cent. La préparation des surfaces n'a pas d'influence sur la performance balistique.
Les plaques de carbure de boron fritté sans pression offrent un avantage sur le carbure de silicium fritté sans pression. Les plaques de carbure de boron sont tout de même moins efficaces comparativement à la plaque de carbure de silicium disponible au marché.
