| dc.description.abstract | Polycarbonate is an engineering plastic that is frequently used as a component in, or as a stand-alone, transparent armour for many military applications. One important application of polycarbonate is in transparent armour systems for front and side windows in military ground vehicles. Other examples are goggles, visors and ballistic shields for individual soldiers. All these different transparent armours are designed to provide ballistic protection against specific projectile and fragment threats.
Transparent armours on ground vehicles are made of layers of materials, each with very different physical properties and behaviours during ballistic impact, with the most common materials being glass and polycarbonate. These armour systems are designed to be transparent but still provide effective ballistic protection despite being constrained by factors such as final thickness, weight and cost. Polycarbonate is usually chosen as the backing layer, and its main role is to contain eroded projectiles and armour fragments.
This report gives an overview of the mechanical properties, ballistic performance and ageing behaviour of polycarbonate. Polycarbonate is a ductile material and the deformation behaviour of polycarbonate is similar to that of many engineering plastics. Several material properties are strain rate dependent, and there is some increase in the yield stress and hardening with increasing strain rate. Sheets that are impacted by projectiles will normally fail by plastic deformation, and several penetration mechanisms have been identified. Overall, thinner plates favour more extensive dishing of the target, while thicker plates may favour plugging failures more.
Although polycarbonate has some excellent properties that make it suitable for use in armour systems, it also has some major drawbacks. The material is known to degrade on a molecular level when exposed to ageing conditions, such as ultraviolet light, humidity and temperature, ultimately resulting in embrittlement and premature failure. In the ageing of transparent armour, both the degradation of the polycarbonate (critical for the ballistic performance), and also of the adhesive interlayers (critical to transparency), may contribute to the failure of the armour being unable to fulfil its role. Ageing results in the transparent armours having a lifetime that is much shorter than that of the vehicles, resulting in high replacement costs and significantly increased operational costs. These topics are addressed in this report. | en_GB |
| dc.description.abstract | Polykarbonat er et plastmateriale som er mye brukt i ulike typer av gjennomsiktig ballistisk beskyttelse. Dette inkluderer også komponenter som inngår i mange militære beskyttelsessystemer. En viktig anvendelse er panserglass i frontruter og sidevinduer på militære kjøretøy. Andre anvendelser er beskyttelsesbriller, visir og skjold for soldater. Alle de gjennomsiktige beskyttelsessystemene er designet for å gi beskyttelse mot definerte trusler, som ulike kuler og fragmenter.
Panserglass på militære kjøretøy er bygget opp av flere lag av ulike materialer som har ulike materialegenskaper og ulik oppførsel under ballistisk anslag. De vanligste materialene er glass og polykarbonat. Panserglassene er gjennomsiktige, men gir effektiv beskyttelse selv om faktorer som tykkelse, vekt og kostnad legger begrensninger på designet. Det bakerste laget i panserglasset er vanligvis polykarbonat, siden polykarbonat er relativt duktilt og i stand til å fange opp restenergien fra eroderte prosjektiler og andre materialfragmenter.
Denne rapporten gir en oversikt over de mekaniske egenskapene, den ballistiske ytelsen og aldring av polykarbonat. Siden polykarbonat er et duktilt materiale vil det deformeres på samme måte som mange andre plastmaterialer. Dette betyr også at flere materialparametere er hastighetsavhengige – blant annet vil styrken øke ved økende deformasjonshastighet. Den dominerende deformasjonsmekanismen under ballistisk anslag fra prosjektiler, avhenger i stor grad av tykkelsen til polykarbonatplaten. Materialet vil vanligvis gjennomgå plastisk deformasjon, og flere ulike penetrasjonsmekanismer kan finne sted.
Selv om polykarbonat har noen gode egenskaper som gjør at det er godt egnet til bruk i beskyttelsessystemer, så har materialet også noen ulemper. Det er velkjent at polykarbonat kan degraderes når det blir utsatt ulike miljøpåvirkninger som ultrafiolett lys, høy fuktighet og høy temperatur. Dette kan gjøre materialet mer sprøtt og resulterer i lavere ytelse. I panserglass for kjøretøy vil også degradering av limfugen mellom de ulike lagene i strukturen være av avgjørende betydning. Dersom limfugen degraderes vil panserglasset kunne bli mindre gjennomsiktig. Miljøpåvirkninger vil dermed kunne medføre at levetiden til panserglass på kjøretøy blir mye kortere enn forventet, noe som gir betydelig økte utgifter til oppgradering og vedlikehold. Disse temaene er belyst i denne rapporten. | en_GB |