• 제목/요약/키워드: 방탄소재

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방탄소재 구성에 따른 방호성능 평가에 관한 연구 (An Evaluation of the Protection Efficiency of Ballistic Material)

  • Sohn, Boo-Hyun;Park, Hei-Sun
    • 한국의류학회지
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    • 제25권9호
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    • pp.1661-1668
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    • 2001
  • 본고는 지뢰 방호복을 개발, 국산화하기 위해 먼저 방탄소재 구성방법에 관하여 실험한 결과이다. 기존의 여러 겹의 파라-아라미드(Para-aramid)나 단순히 파라-아라미드와 폴리 에틸렌 필름(Polyethlene film)을 조합한 소재구성과는 달리 케블라 파이버(Kevlar fiber)로 만들어진 펠트(felt)를 첨가하여 방탄원리 및 특성을 고려한 구성으로 방호복의 중량을 줄이면서 착용자로 하여금 유연성과 동작성을 향상시켜 임무수행과 안전성을 높일 수 있는 방호복을 개발하고자 하였다. 1) Para-aramid(내 충격열) + Flex-felt(충격 에너지 흡수) + Para-aramid(backface Polyethylene film(에너지 분산 극대)+Para-aramid(내 마찰열, backface순으로 소재를 배열함으로써 기존의 Para-aramed 36겹에 대하여 Para-aramid13겹, Polyethylene film 13겹, 그리고 펠트 1겹으로 동일한 방호성능을 얻었다. 2) 새로운 소재 구성 방법 에 의 한 방탄소재는 동일한 방호성능을 갖는 기존의 소재 구성 방법 에 따른 방탄소재 보다 중량에서 34-l9% ,더 가벼운 것으로 나타나 방호복 구성시 유연성이나 동작성에 유리 할 것으로 사료된다. 3) NIJ-STD-0101.03에서 의 Armor type II에 해당하는 시편 I의 방호한계속도로 구한 운동 에너지량은 154.4J Armor type III-A에 해 당하는 시편II의 방호한계속도로 구한 운동 에너지 량은 183.0J로 나타나 두 시편 모두 5m의 거리에서 M16Al지뢰의 0.032~0.044g사이 의 파편에 대해서 50%의 관통확률을 갖는 것으로 나타났다.

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고강도 방탄소재를 위한 Borosilicate 유리의 결정화 (Crystallization of Borosilicate Glasses for High-Strength Bulletproof Materials)

  • 이현숙;심규인;최세영
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.358-364
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    • 2013
  • Borosilicate glass(GVB-Solutions in glass, 2mm, Germany) was prepared in the composition of $80.4SiO_2-4.2Na_2O-2.4Al_2O_3-13.0B_2O_3$. The 2-step crystallization was performed around $584^{\circ}C$ of glass transition temperature ($T_g$), and $774^{\circ}C$ of crystallization temperature($T_c$). The maximum nucleation rate was $8.8{\time}10^9/mm^3{\cdot}hr$ at $600^{\circ}C$ and the maximum crystal growth rate was 3.5nm/min at $750^{\circ}C$. The maximum mechanical properties were observed at 22.8% of volume fraction, the strength, hardness and fracture toughness was 555MPa, $752kg/mm^2$, $1.082MPa{\cdot}mm^{1/2}$. The crystal size of 177nm which has volume fraction of 22.8% showed maximum strength of 562MPa, it is about 157% higher than parent borosilicate glass. From these results, the crystallized borosilicate glass can be applied weight lighting of bullet proof materials.

투명 방탄소재용 보로실리케이트 유리의 이온교환 강화 (Strengthening of Borosilicate Glass by Ion Exchange for Lightweight Transparent Bulletproof Windows Materials)

  • 심규인;엄형우;최세영
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.507-513
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    • 2013
  • Transparent bulletproof windows play an important role in the munitions industry. The thickness of bulletproof windows including soda-lime silicate(SLS) glass, polyvinyl butyral, poly urethane, main defense(200MD), and safety film was reduced from 40mm to 29mm by adjustment of SLS glass laminated array. Borosilicate glasses generally have lower surface density and more excellent mechanical properties than SLS glass. Borosilicate glass was strengthened by ion exchange in the $KNO_3$ powder. The maximum mechanical properties were observed at $550^{\circ}C$ for 10min. The Vickers hardness, fracture toughness and 3-point bending strength of ion exchanged samples were about $775kg/mm^2$, $1.91MPa{\cdot}m^{1/2}$ and 764MPa each, which are about 27%, 149% and 249% higher than parent borosilicate glass, respectively. The penetration depth of K+ ion at $550^{\circ}C$ for 10min was $59.8{\mu}m$. As a result, the transparent bulletproof windows were predicted to be more lightweight by ion exchange of borosilicate glass. If the SLS glass for bulletproof windows is replaced by ion exchanged borosilicate glass, the bulletproof windows can be expected to be lightweight and thinner.

방탄헬멧 기술분야 키워드에 대한 네트워크 분석 (A Network Analysis of Ballistic Helmet Technology Keyword)

  • 강진우;박재우;김지훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.311-316
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    • 2017
  • 네트워크 분석 방법론은 특정 학술분야에 대한 인용, 공저, 키워드 등과 같은 다양한 지식관계를 네트워크로 표현하고 분석할 수 있기 때문에 다양한 분야의 학술영역에서 새로운 연구방법론으로 주목 받고 있다. 방탄기술은 소재역학, 구조역학 및 탄도학 등 다양한 학문들이 융합된 종합기술분야로서, 각 분야 사이의 최신연구 및 기술동향을 파악하는 것이 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 키워드 기반의 네트워크 분석기법을 방탄기술에 접목하여 최신 연구 동향을 파악하고자 하였다. 먼저 학술 검색엔진인 'google scholar'를 이용하여 주요 핵심 키워드인 'Composite', 'Model', 'Head'를 추출하였고, 추출된 핵심 키워드의 중심성 분석을 통해서 방탄기술의 핵심이 되는 소재분야(Composite, Material, Fiber 등)와 피탄 충격을 최소화 할 수 있는 구조분야(Model, Design, Simulation) 그리고 피탄 후 사용자가 받는 충격영향에 대한 연구(Head, Brain, Injury) 등의 3가지 영역에서 관련 연구가 활발히 진행 중인 것을 파악할 수 있었다. 본 논문에서 시행한 방탄분야에 대한 키워드 네트워크 분석은 기존에 보고되지 않은 방식이며, 차후 방탄기술과 관련한 국방기술기획 및 연구개발의 방향성을 제시하기 위한 기반자료로서 활용 가능할 것으로 판단된다.

지상장비를 위한 타이타늄 재료연구 및 응용추세

  • 허선무;심인옥;백운형
    • 국방과기술
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    • 2호통권288호
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    • pp.60-67
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    • 2003
  • 높은 비강도와 산화성 및 환원성 분위기에서의 탁월한 내식성 등으로 무기체계에 적합한 소재인 타이타늄은 1790년 영국의 목사 Gregor가 원소를 발견한지 156년이 지난 1946년에서야 비로소 첫방탄시험이 미국의 실험실에서 이루어지게 되었다. 그러나 타이타늄의 높은 화학반응성과 높은 융점($1670^{\circ}C$)때문에 상업적으로 광범위하게 사용되는 것은 더디게 진행되어 왔다. 최근 선진국에서는 타이타늄 재료의 지상무기체계 적용이 광범위하게 검토되어 진행되고 있다.

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지상장비를 위한 타이타늄 재료연구 및 응용추세(2)

  • 허선무;심인옥;백운형
    • 국방과기술
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    • 3호통권289호
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    • pp.51-57
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    • 2003
  • 높은 비강도와 산화성 및 환원성 분위기에서의 탁월한 내식성 등으로 무기체계에 적합한 소재인 타이타늄은 1790년 영국의 목사 Gregor가 원소를 발견한지 156년이 지난 1946년에서야 비로소 첫방탄시험이 미국의 실험실에서 이루어지게 되었다. 그러나 타이타늄의 높은 화학반응성과 높은 융점($1670^{\circ}C$)때문에 상업적으로 광범위하게 사용되는 것은 더디게 진행되어 왔다. 최근 선진국에서는 타이타늄 재료의 지상무기체계 적용이 광범위하게 검토되어 진행되고 있다.

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방탄소재 활용을 위한 SLS 유리의 이온교환 효과 (Effect of SLS Glass for Bulletproof Materials by Ion Exchange Technique)

  • 김태윤;심규인;최세영
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.114-119
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    • 2010
  • There are a number of studies on chemically strengthened glass. Most of them are strengthened in molten salt bath below transformation range of glass. This research is distinguished from the aforementioned studies in that single $KNO_3$ powder was used by employing screen printing technique. In this study soda-lime-silicate(SLS) glasses for bulletproof glass application with various thicknesses were used. The maximum value of the bending strength is 791MPa heat treated at $480^{\circ}C$, which is about 4.3 times higher than the parent glass, which is the highest strength of all soda-lime glasses. In this study, it is also observed that Vickers hardness increased to $657H_v$, which is about 15% higher than the parent glass($568.7H_v$) and fracture toughness was not changed. Depth profiles measured by electron probe micro analyzer(EPMA) showed a correlation between the migrations of $K^+$ ions with bending strength of ion exchanged glasses.

방탄소재 활용을 위한 SLS 유리 결정화의 효과 (The Effect of Crystallization of SLS Glass for Bulletproof Materials)

  • 심규인;김태윤;최세영
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.120-125
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    • 2010
  • For application of transparent bulletproof materials, the SLS(soda-lime-silicate) glass was heated by 2-step crystallization. The DTA curve for SLS glass revealed the nucleation and crystal growth temperature at about $575^{\circ}C$ and $675^{\circ}C$, respectively. The crystallized glass was heated at various conditions(temperature, time). As a result, the maximum nucleation and crystal growth rates were $3.8\times10^5/mm^3{\cdot}hr$ at $575^{\circ}C$ and 20.58nm/min at $680^{\circ}C$, respectively. The bending strength, fracture toughness and vickers hardness were 451.7MPa, $0.9388MPa{\cdot}m^{1/2}$, and $693.9H_v$ which were 201%, 31%, and 22% higher than parent glass, respectively. Surface image and transmittance of crystallized SLS glass were analyzed by optical microscopy and UV/VIS/NIR spectrophotometer. Transmittance of crystallized SLS glass at visible-range(200~800nm) was not changed.