A New Parameter Characterising the Ballistic Performance of Ceramics

Abstract
Impacted by a long rod penetrator at 1800 m/s different ceramics of varying thickness and target configurations are investigated. A turning point of the residual penetration curve in the vicinity of thin ceramic layers was not found. The space equivalence factor for vanishing ceramic thickness is introduced as a target configuration independent parameter to describe the ballistic performance of materials. This factor denotes the maximum protection performance of a brittle material by assuming a ductile penetration behaviour. On the basis of this zero thickness value a ballistic performance ranking is presented for Al₂O₃, B₄C, Si₃N₄, TiB₂, and glass as well as titanium and a high hardness steel.

Résumé
Des céramiques différentes ayant des épaisseurs et des configurations variées ont impactées par des barreaux longs à une vitesse de 1800 m/s. Un point d'inflexion de la courbe de la pénétration résiduelle proche des couches minces de céramique n'a pas été trouvé. Le facteur d'équivalence spatiale pour des épaisseurs nulles de céramique est introduit comme paramètre indépendant de la configuration de la cible et décrit la performance balistique d'un matériau. Ce facteur indique la performance maximale de protecrion d'un materiau fragile. en supposant un comportement ductile de pénétration. Basé sur cette valeur limite d'épaisseur nulle, l'ordre hiérarchique de la performance balistique est présenté pour les matériaux Al₂O₃, B₄C, Si₃N₄, TiB₂ ainsi que pour le verre, le titane et un acier ultra-dur.