Kromě vysoce{0}}výkonných vláken, keramiky, kovů a chytrých materiálů se v konstrukcích neprůstřelných vest běžně používají také uhlíková vlákna, ultra-polyethylenová netkaná textilie s vysokou molekulovou hmotností (UD tkanina) a některé kompozitní matricové materiály. Často slouží jako pomocné nebo podpůrné vrstvy, zlepšují celkový ochranný výkon a snižují hmotnost.
1. Uhlíkové vlákno –-vysokopevnostní a lehký materiál tlumící vrstvy
Zatímco karbonové vlákno samo o sobě má omezené schopnosti balistické ochrany, jeho vysoký modul a nízká hustota z něj činí ideální materiál podkladové nebo tlumicí vrstvy.
Běžně se používá v kompozitních pancířích a je umístěn za keramickými vložkami, aby absorboval zbytkovou energii nárazu, zabránil zlomení zadní desky a snížil riziko poranění tupou silou.
Má také široké uplatnění v balistických strukturách vrtulníků, tanků a lodí; například hybridní kompozitní desky z aramidu a uhlíkových vláken mohou snížit hmotnost o více než 30 % ve srovnání s tradičními ocelovými deskami.
2. Jednosměrná tkanina (UD Fabric) – pokročilá forma vysoce-výkonných vláken
Nejedná se o nový materiál, ale o kompozitní tkaninu vyrobenou jednosměrným uspořádáním ultra-polyethylenových nebo aramidových vláken s vysokou molekulovou hmotností a jejich fixací pryskyřicí.
Ve srovnání s tradičními tkaninami vykazuje UD tkanina rovnoměrnější namáhání vláken, vyšší účinnost přenosu energie a výrazně zlepšenou pevnost v tahu.
Při stejné úrovni ochrany může UD tkanina snížit hmotnost o 20%-30% ve srovnání s tradičními aramidovými tkaninami, což z ní činí jeden z nejlehčích a nejpevnějších měkkých neprůstřelných materiálů, které jsou v současné době k dispozici.
3. Matrice z pryskyřice a polymeru – neviditelné „strukturální lepidlo“
V UD tkaninách, kompozitních vložkách a dalších strukturách hrají termosetové pryskyřice (jako je epoxidová pryskyřice) zásadní roli při spojování vláken a přenášení napětí.
Vlastnosti pryskyřice přímo ovlivňují celkovou tuhost a schopnost rozptylu energie materiálu. I když přímo neposkytuje "neprůstřelnou" ochranu, je to významný faktor určující účinnost neprůstřelnosti.
4. Přírodní vlákna (historické aplikace) – rané prototypy neprůstřelných vest
Koncem 19. století se více-vrstvené hedvábí používalo k výrobě neprůstřelných vest, schopných odolat kulkám z pistolí s nízkou rychlostí, ale ty byly drahé a nabízely slabou ochranu a od té doby byly vyřazeny.
Moderní výzkum občas zkoumá kompozitní materiály z pavoučího hedvábí. Například University of Trento v Itálii infuzí grafenu do pavoučího hedvábí dosáhla 3,5násobku síly přírodního pavoučího hedvábí, což demonstrovalo potenciální aplikace, ale masová výroba ještě nezačala.
5. Nové kompozitní přísady – klíč ke zlepšení keramického výkonu
Během procesu slinování neprůstřelné keramiky se přidávají vícefázové aditivní prášky (jako Y2O3, AlN atd.), aby se optimalizovala struktura zrna, zlepšila se hustota a zvýšila se odolnost proti nárazu.
I když tyto stopové přísady netvoří nezávisle neprůstřelnou vrstvu, jsou klíčové pro zvýšení ochranného výkonu vysoce -keramiky, jako je karbid křemíku a karbid boru.
